Définition
Lumière
La lumière est une forme d'énergie électromagnétique visible par l'œil humain. Elle se déplace sous forme d'ondes et de particules appelées photons.
Longueur d'onde
La longueur d'onde est la distance entre deux crêtes successives d'une onde. Elle est souvent mesurée en nanomètres (nm) lorsqu'il s'agit de lumière visible.
Spectre électromagnétique
Le spectre électromagnétique est la plage de toutes les fréquences possibles des rayonnements électromagnétiques, y compris la lumière visible.
La nature de la lumière
La lumière possède une double nature : elle se comporte à la fois comme une onde et comme une particule. Cette dualité onde-particule signifie que la lumière présente des propriétés ondulatoires, telles que l'interférence et la diffraction, ainsi que des propriétés corpusculaires, comme l'émission et l'absorption de photons. Cela a été démontré par diverses expériences, telles que l'expérience des fentes de Young pour l'aspect ondulatoire et l'effet photoélectrique pour l'aspect corpusculaire.
Les interactions de la lumière avec la matière
Réflexion et réfraction
Lorsque la lumière rencontre une surface, elle peut être réfléchie ou réfractée. La réflexion est le rebond de la lumière sur une surface, suivant la loi de la réflexion qui stipule que l'angle d'incidence est égal à l'angle de réflexion. La réfraction, quant à elle, se produit lorsque la lumière traverse un milieu d'indice différent, modifiant ainsi sa vitesse et sa direction, selon la loi de Snell-Descartes.
Absorption et transmission
L'absorption de la lumière se produit lorsque l'énergie lumineuse est captée par les atomes ou molécules d'une substance, souvent transformée en chaleur. Cela explique pourquoi les objets de couleur sombre semblent plus chauds lorsqu'ils sont éclairés par la lumière. La transmission est le passage de la lumière à travers un matériau, comme le verre, sans être absorbée ou réfléchie, permettant à la lumière de traverser et souvent attenuer lors du passage.
Applications et phénomènes liés à la lumière
La dispersion de la lumière
La dispersion est le phénomène par lequel la lumière blanche se décompose en ses différentes couleurs lorsqu'elle traverse un prisme. Chaque couleur correspond à une longueur d'onde différente et se réfracte à un angle légèrement différent, résultant en un spectre visible allant du rouge au violet.
Les lasers
Les lasers produisent une lumière très cohérente et monochromatique, ce qui signifie qu'elle se compose de longueurs d'onde uniques qui sont en phase. Cette cohérence et directionnalité est utilisée dans de nombreuses applications allant de la chirurgie à la gravure industrielle.
A retenir :
La lumière est une forme d'énergie électromagnétique naturellement observable à travers sa double nature ondulatoire et corpusculaire. Elle interagit de diverses manières avec la matière, que ce soit par la réflexion, la réfraction, l'absorption ou la transmission, conduisant à des phénomènes tels que la dispersion. Les avancées liées à la lumière, comme l'invention des lasers, démontrent l'impact significatif de l'étude de la lumière sur les technologies modernes.
