Le rayonnement électromagnétique est un transport d'énergie dans l'espace sous la forme d'une onde caractérisée par un champ magnétique et un champ électrique étroitement associés, ou de particules correspondantes. On peut modéliser une onde électromagnétique par l'effet produit par un dipôle vibrant, ceci modélisant bien par exemple les oscillation du nuage électronique d'un atome intervenant par exemple dans la diffusion Rayleigh (modèle de l'électron élastiquement lié).

Onde électromagnétique : oscillation couplée du champ électrique et du champ magnétique, modèle du dipôle vibrant

La lumière est la partie visible du rayonnement électromagnétique. Les ondes radio et les rayons X en constituent d'autres exemples. Ce rayonnement se caractérise par sa longueur d'onde λ ou sa fréquence ν (qui sont inversement proportionnelles).

Dans le vide, le rayonnement électromagnétique, et en particulier la lumière, se déplace à la vitesse 299 792 458 m.s^-1. Cette vitesse, appelée vitesse de la lumière et notée c, est une des constantes fondamentales de la physique. La constatation, à la fin du XIXe siècle, que cette vitesse ne dépend pas du référentiel a conduit à l'élaboration de la théorie de la relativité restreinte.

Propriétés

• Tout corps à une température supérieure à 0 kelvin (zéro absolu, soit -273°C) émet un rayonnement électromagnétique ; ceci est modélisé par le corps noir.

• Un corps qui reçoit un rayonnement électromagnétique peut en réfléchir une partie et absorber le reste. L'énergie absorbée va transformer l'énergie interne du corps et éventuellement émettre un rayonnement dans une autre longueur d'onde (exemple d'un corps exposé au Soleil qui reçoit un rayonnment lumineux, chauffe et réémet un rayonnement d'infrarouge thermique).

• Une particule chargée accélérée émet un rayonnement électromagnétique, appelé rayonnement synchrotron lorsqu'il s'agit d'une déviation de la particule, et "Bremstrahlung" ou "rayonnement continu de freinage" lorsqu'il s'agit du freinage de la particule pénétrant dans un milieu différent.

• Un processus atomique de relaxation, désintégration, ou de fusion est susceptible de donner lieu à l'émission de photons, et donc de rayonnement électromagnétique.

Le spectre électromagnétique est la décomposition du rayonnement électromagnétique en fonction de sa longueur d'onde, ou, de manière équivalente, de sa fréquence (via l'équation de propagation) ou de l'énergie de ses photons (via la loi de Planck). Le spectre est divisé en plusieurs catégories. Par longueur d'onde décroissante il y a : ondes radio, infrarouge (chaleur), lumière visible, UV, rayons X et rayons &gamma.

classification des ondes électromagnétiques en fonction de leur longueur d'onde, de leur fréquence ou de l'énergie de leur photons

La classification provient des sources probables des rayonnements dans le domaine considéré, ainsi que des effets de ces ondes :