Lumière !

La lumière est un ensemble d’ondes électromagnétiques c’est-à-dire, une perturbation qui se propage des champs électriques et magnétiques car oui, nous baignons au quotidien dans un champ électromagnétique.

Pourquoi ? Chaque corps, est constitué de particules chargées (protons et électrons : voilà pour la partie électrique) qui se déplacent (voilà pour la partie magnétique). Car des charges qui se déplacent créent un champ magnétique ! et inversement…pensons à la dynamo de notre bicyclette.

Le champ magnétique terrestre est quant à lui créé par le mouvement des alliages de fer et de nickel en fusion dans la partie liquide du noyau de la Terre.

Source ICI

Revenons à nos moutons.

Comment se crée cette lumière ?

Deux voies possibles

  • Lors d’une perturbation du champ électromagnétique par rayonnement thermique
  • L’émission de lumière après excitation d’atomes.

La perturbation du champ électromagnétique

Si on perturbe le champ électromagnétique, c’est comme si on lançait un caillou dans l’eau, on perturbe la surface et on fait naître une petite onde qui se propage.

Sachant que toute matière est constituée de particules chargées, que la température d’un corps correspond à une agitation des atomes qui le constituent, on en déduit que tout objet émet de la lumière.

Plus le corps est chaud, plus l’agitation des particules chargées qui le constituent est grande, plus la perturbation du champ électromagnétique est forte : une plus grande quantité de lumière sera émise, et de plus grande fréquence qui comme nous le verrons plus loin tend vers le bleu.

Qui dit onde, dit oscillation avec des minima et des maxima. La distance entre deux maxima est appelée longueur d’onde. La fréquence est le nombre de fois où on retrouve un maxima en 1 s,  les deux notions sont inversement proportionnelles.

Une onde électromagnétique se déplace à la vitesse de la lumière soit 300000km/s.

Source ICI

On classe donc les différents types de rayonnement électromagnétique selon leur longueur d’onde ou selon leur fréquence.

Les plus basses fréquences correspondent aux ondes radio (produits par le mouvement des électrons dans les antennes émettrices), puis à une fréquence un peu plus élevée : les micro-ondes qui ont la particularité de faire vibrer les molécules d’eau.

Ensuite, viennent les infra-rouges, invisibles à nos yeux, comme ceux émis par le corps humain par exemple. Puis vient la lumière visible (du rouge au bleu), puis les ultra-violets (émis par le soleil, qui sont très énergétiques).

De fréquence encore plus élevée (et de plus forte énergie), on arrive aux rayons X qui sont si énergétiques qu’ils peuvent traverser le corps humain (mais pas les os, d’où leur intérêt en radiographie)

Et enfin, les rayons gamma qui traversent tout, issus de réactions nucléaires.

Source ici

Revenons à la lumière visible par quelques applications de la création de lumière par un corps chaud.

Comme nous l’avons vu, tout corps émet de la lumière. A 37°C, notre corps émet de la lumière qui n’est pas très énergétique, de faible fréquence, de telle sorte qu’elle n’est même pas dans le domaine visible : c’est de l’infra rouge, visible uniquement à l’aide d’appareils.

En branchant une lampe à incandescence : un courant passe dans le filament de l’ampoule, le faisant chauffer à très haute température (de l’ordre de 2500 °C). Cet température est suffisamment haute pour que la perturbation du champ électromagnétique soit forte, et créer une onde de fréquence correspondant à la lumière visible.

Les étoiles ont des couleurs variant du rouge au bleu, parce qu’elles ont des températures différentes. Les plus chaudes sont bleues ou blanches, alors que les plus « froides » sont rouges.


Source ici

La lumière du soleil est issue de réactions de fusion nucléaire : c’est la fusion de l’hydrogène en hélium qui fournit l’énergie du Soleil : quatre noyaux d’hydrogène fusionnent pour donner un noyau d’hélium  :

4 H1 ÷> He4 + énergie 

Les températures atteintes sont tellement élevées (15 millions de degrés en son noyau), que la lumière qui s’en trouve émise va de l’infrarouge, à la lumière visible (heureusement pour notre Terre), aux UV (les fameux coups de soleil) mais aussi les rayons X et rayons gamma. C’est dans le visible qu’il émet le plus d’énergie. Arrivés au sol, la répartition est la suivante : 5% d’UV, 40% de lumière visible et 55% d’IR. Le reste des rayonnements ayant été absorbés ou réfléchis par l’atmosphère.

L’émission de lumière après excitation d’atomes (les lasers par ex), sera expliquée dans un prochain article.

Pour en savoir plus :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Spectre_%C3%A9lectromagn%C3%A9tique
http://www.e-scio.net/ondes/spectre.php3
http://www.futura-sciences.com/fr/doc/t/medecine-1/d/soleil-risques-et-dangers_102/c3/221/p4/
http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=3302

www.astrosurf.com

1 comment for “Lumière !

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