L'idée de longueur d'onde est peut-être plus familière quand on parle de lumière. La lumière est une onde transversale. Elle est créée par l'oscillation de champs électriques et magnétiques perpendiculaires à la direction dans laquelle la lumière se propage.
La lumière est d'un côté une onde électromagnétique, se propageant dans l'espace et le temps. En fait, nous baignons en permanence dans un champ électromagnétique, créé par la présence de particules chargées et leur déplacement. Une perturbation de ce champ se propagera: c'est une onde électromagnétique.
Si l'onde cause une vibration parallèle à la direction de propagation, alors elle est longitudinale. Et, si elle cause une vibration orthogonale à la direction de propagation, alors elle est transversale.
La lumière est une onde, ce sont les expériences de diffraction et d'interférences qui ont permis aux physiciens d'affirmer que la lumière avait un caractère ondulatoire. Expérience de diffraction : quand on éclaire une fente verticale (d'ouverture variable) avec un faisceau de lumière parallèle et monochromatique.
Une onde transversale est une onde dont la perturbation du milieu est perpendiculaire à la direction de propagation de l'onde. Les ondes transversales peuvent être mécaniques ou électromagnétiques.
Dans une onde transversale, les particules se déplacent perpendiculairement à la direction de propagation de l'onde. On peut citer notamment les vibrations dans une corde et les ondulations à la surface de l'eau. Pour créer une onde transversale horizontale, il suffit de déplacer un ressort souple de haut en bas.
Comme toute onde mécanique progressive, l'onde lumineuse se propage dans tout milieu matériel (solide, liquide ou gazeux). Mais, au contraire des ondes mécaniques, elles peuvent également se propager dans le vide (la lumière du soleil traverse le vide interstellaire avant de pénétrer dans l'atmosphère terrestre).
Dans le cadre corpusculaire, où la lumière est une particule nommée photon, il est simple de comprendre pourquoi la lumière se propage en ligne droite : la particule est simplement en mouvement, et elle conserve son mouvement par inertie, n'ayant aucune raison de changer de direction puisqu'aucune force ne vient la ...
De manière plus technique, on peut dire que la lumière est une onde électromagnétique, c'est-à-dire que c'est un champ électrique associé à un autre champ magnétique qui voyagent ensemble dans l'espace. L'éclairement lumineux se mesure en lux, à l'aide d'un appareil électrique appelé luxmètre.
Un endroit dans lequel se propage la lumière est appelé milieu transparent. La lumière peut se propager dans le vide. Elle se propage également dans certains matériaux (l'air, le verre, l'eau, quelques plastiques et les pierres précieuses). Si ce milieu est homogène, la lumière se propage en ligne droite.
- Si la déformation du milieu matériel est normale à la direction de la propagation, alors l'onde est dite transversale. - Si la déformation du milieu est parallèle à la direction de propagation, alors l'onde est dite longitudinale.
En l'absence de matière, la vibration ne peut se propager de proche en proche. Le son ne peut donc pas être diffusé dans le vide (par exemple dans l'espace).
La lumière se propage en ligne droite. Elle ne peut donc pas contourner un objet; elle sera plutôt bloquée par celui-ci. Il est à noter que la lumière peut être déviée si elle traverse dans un milieu différent, par exemple si elle passe de l'air à l'eau, phénomène appelé réfraction.
La lumière est composée de photons (particules), mais elle possède les propriétés d'une onde. On parle de dualité Onde/Corpuscule, dualité observée dans l'expérience des fentes de Young : Cette dualité onde corpuscule permet de mieux comprendre des aspects de la photographie.
On appelle source primaire, toute source qui produit de la lumière. Elle est visible, même isolée de toute autre source lumineuse. Le Soleil, les étoiles, la lave, le feu, les lucioles, les verts luisants, etc., sont des sources primaires de lumières.
Dans l'espace, entre les étoiles, on trouve principalement du vide : la lumière se déplace plus librement sans être interceptée par des particules modifiant sa couleur. De plus, malgré un nombre astronomique d'étoiles dans l'espace, leur luminosité ne nous aveugle pas car l'espace est en expansion.
On peut distinguer dans l'univers deux types de substance : la matière, qui possède une masse, et la lumière, de masse nulle. La lumière peut se propager dans le vide, toujours à la même vitesse.
La réflexion de la lumière (et d'autres formes de rayonnement électromagnétique) se produit lorsque les ondes rencontrent une surface ou un autre type de changement de milieu qui n'absorbe pas l'énergie du rayonnement et qui fait « rebondir » les ondes, lesquelles vont s'éloigner de cette surface.
Il peut s'agir d'un problème touchant l'ampoule à laquelle il est raccordé ; ou de fils électriques défectueux ; ou encore d'un bouton poussoir qui ne fonctionne plus correctement.
La lumière se propage d'un émetteur jusqu'à un récepteur. Le rayon lumineux est toujours dirigé de la source vers l'observateur. La source du rayon lumineux est l'émetteur de lumière. Le récepteur est situé à l'arrivée du rayon lumineux.
Dans l'eau, la lumière va moins vite que dans l'air. Il en résulte qu'une onde plane qui passe de l'air dans l'eau subit une cassure si elle est oblique par rapport au plan d'eau. Le rayon lumineux, perpendiculaire à cette onde, subit la même cassure.
Ce phénomène est appelé émission de flamme par excitation thermique. La chaleur en effet excite les atomes de potassium, c'est-à-dire qu'ils atteignent un niveau énergétique plus élevé. En se désexcitant, ils peuvent restituer l'énergie sous forme de lumière.
Cet objet peut soit produire sa propre lumière, soit réfléchir le rayonnement d'une autre source. Le Soleil est une source lumineuse, puisqu'il produit un rayonnement lumineux. La Lune est également une source lumineuse, puisqu'elle éclaire en réfléchissant la lumière du Soleil.