Motif lumineux abstrait

Motif lumineux abstrait (teekid, iStockphoto)

La lumière et ses propriétés

Parlons sciences
Format
Lisibilité
7.85

Résumé

Pour en savoir plus sur la lumière et ses propriétés.

Introduction

Dans un contenant sous vide (un contenant sans air), la lumière voyage à environ 299 792 458 m/s (la vitesse de la lumière). C’est la vitesse la plus élevée qu’on peut atteindre dans l’Univers! En comparaison, la vitesse du son n’est que de 300 m/s. C’est pour cette raison que pendant une tempête, on voit toujours l’éclair avant d’entendre le tonnerre.

La lumière et ses propriétés

Dans un contenant sous vide (un contenant sans air), la lumière voyage à environ 299 792 458 m/s (la vitesse de la lumière). C’est la vitesse la plus élevée qu’on peut atteindre dans l’Univers! En comparaison, la vitesse du son n’est que de 300 m/s. C’est pour cette raison que pendant une tempête, on voit toujours l’éclair avant d’entendre le tonnerre.

Il est important de savoir que la lumière voyage toujours en ligne droite, à travers la matière.

Les ondes et le spectre de la lumière

La lumière a les propriétés des ondes. Comme les vagues dans l’océan, elle présente des crêtes et des creux. On appelle longueur d’onde la distance entre une crête et la suivante (qui est la même que la distance entre deux creux). La fréquence d’une onde est le nombre de crêtes (ou de creux) qui passent par un point donné en une seconde. On obtient la vitesse à laquelle l’onde se déplace en multipliant la longueur d’onde par la fréquence.

Les couleurs de la lumière visible sont le rouge, l’orange, le jaune, le vert, le bleu, l’indigo et le violet. Chaque couleur a ses propres fréquences et longueurs d’onde.

Dans le spectre de la lumière visible, la lumière rouge a la longueur d’onde la plus grande et la fréquence la plus faible. Alors que la lumière violette a la longueur d’onde la plus courte et la fréquence la plus haute. Regardez les deux ondes. Si elles se déplaçaient à la même vitesse, le nombre de crêtes violettes qui traversent la boîte en une seconde serait plus élevé que le nombre de crêtes rouges.

Ondes de lumière rouge et violette
Ondes de lumière rouge et violette (©2020 Parlons sciences).

Il existe également de la lumière invisible pour l’humain. La lumière ultraviolette et les rayons X sont aussi de la lumière. Leur longueur d’onde est seulement trop faible et leur fréquence trop élevée pour que notre œil les détecte. Dans le cas de la lumière infrarouge, décelée par les lunettes de vision nocturne, et des ondes radio, captées par votre appareil radio pour transmettre de la musique, ce sont les longueurs d’onde qui sont trop grandes et les fréquences qui sont trop basses pour l’œil.

Un chrysanthème vu sous la lumière visible u(en haut), la lmière ultraviolette (au milieu) et la lumière infrarouge (en bas)
Un chrysanthème vu sous la lumière visible (en haut), la lumière ultraviolette (au milieu) et la lumière infrarouge (en bas) (Source: Dave Kennard [CC BY-SA] via Wikimedia Commons).

La lumière visible et les différents types de lumière invisible forment ce qu’on appelle le spectre électromagnétique.

Le spectre électromagnétique
Le spectre électromagnétique (Parlons sciences en utilisant une image de Inductiveload via Wikimedia Commons).

Les couleurs primaires de la lumière

Vous avez appris en arts plastiques que les couleurs primaires (bleu, rouge et jaune) pouvaient être mélangées pour former les couleurs secondaires (orange, vert et violet). La lumière a également des couleurs primaires, mais elles sont différentes de celles de la peinture ou des marqueurs. Ce sont le rouge, le vert et le bleu. Les couleurs secondaires de la lumière sont le cyan (combinaison du bleu et du vert), le magenta (bleu et rouge) et le jaune (vert et du rouge) [voir ci-dessous]. Ces trois couleurs primaires sont mélangées en différentes proportions pour créer toutes les couleurs qui apparaissent sur un écran d’ordinateur.

La lumière blanche est formée de la combinaison des trois couleurs primaires (voir ci-dessous).

Couleurs primaires de la lumière
Couleurs primaires de la lumière. Des faisceaux de lumière bleue, verte et rouge sont dirigés vers un mur noir pour montrer les couleurs secondaires et la lumière blanche au centre (Source : Pko [Public domain] via Wikimedia Commons).

L’œil humain perçoit la couleur grâce à trois types de cellules photoréceptrices sensibles aux courtes longueurs d’onde courtes, moyennes et longues de la lumière visible. Les ondes du jaune, par exemple, sont perçues comme la combinaison de lumière rouge et verte, parce qu’elles stimulent les cellules de l’œil de la même façon. Autrement dit, la lumière jaune pure est différente de la combinaison de lumière rouge et verte, mais notre œil les perçoit toutes deux de la même façon. Saviez-vous que l’œil humain distingue mieux deux teintes de vert que deux teintes de toute autre couleur? Si vous vous rendez dans un magasin de peinture et que vous mettez côte à côte toutes les nuances de peinture rouge et verte, vous différencierez plus facilement les nuances de vert que les nuances de rouge. C’est parce que le vert est au centre du spectre visible.

 

 

Références

BBC Bitesize Science. (n.d.). Electromagnetic waves.

NASA BestofScience. (2010). The electromagnetic spectrum.

NASA Godard Space Flight Centre. (2013). Electromagnetic spectrum.

University of Toronto. (n.d.). Reflection and refraction.