La lumière

Cinquième

La lumière est un phénomène électromagnétique dont l'une des principales propriétés est de se propager en ligne droite, on dit de manière rectiligne.

Pour mieux comprendre le phénomène lumineux, on s'est servi de cette propriété pour modéliser la lumière par des rayons lumineux (droite ou segment de droite muni d'une flèche pour indiquer le sens de propagation).

Ce modèle permet d'étudier des phénomènes lumineux tels que l'ombre, la diffusion, la réflexion de la lumière.

On s'intéresse plus particulièrement aux ombres.

Un milieu transparent est un milieu qui laisse passer la lumière. Un milieu opaque est un milieu qui ne laisse pas passer la lumière.

Lorsqu’un objet opaque est éclairé par une source de lumière, certaines zones, situées derrière l’objet, ne reçoivent pas de lumière et constituent l’ombre de l’objet.

Lorsqu’un objet opaque est éclairé, on distingue deux zones d’ombre:

  • l’ombre propre est la zone de l’objet qui ne reçoit pas de lumière. Il s’agit de la partie de l’objet située à l’opposé de la source de lumière.

  • l’ombre portée se situe sur une surface située derrière l’objet (écran, mur, sol ...) et qui ne reçoit pas de lumière. Cette ombre possède une forme qui reproduit les contours de l’objet éclairé.

Il existe deux conditions essentielles pour voir un objet :

1. Il faut de la lumière.

On ne peut pas voir un objet plongé dans l'obscurité totale.

2. Il faut que les rayons lumineux issus de l'objet atteignent l'observateur.

On ne peut pas voir un objet derrière un écran opaque, car les rayons lumineux issus de l'objet sont bloqués par l'écran. Ils n'arrivent pas à l'observateur.

Quatrième/Troisième

La lumière est un phénomène très singulier, il a été très longtemps difficile de répondre à la question "qu'est ce que la lumière ?". L'Homme a commencé à se poser cette question dès l'Antiquité grecque, Euclide créant le modèle du rayon lumineux. Alhazen, au Moyen Age, complétera ce modèle en corrigeant le sens de propagation de la lumière.

Mais le modèle du rayon lumineux montrera très vite ses limites. Longtemps, l'Homme va croire que la lumière est instantanée, elle est ou n'est pas. Il faut attendre Galilée et la Renaissance pour comprendre que la lumière possède une vitesse, certes très grande, mais finie. Au XIX ième siècle, on la déterminera et on en donnera une valeur arrondie de 300 000 km/s.

La lumière présente les propriétés à la fois d'une onde et d'une particule, deux clans vont se former dans la communauté scientifique. Il faudra trois siècles pour qu'un scientifique mette tout le monde d'accord. Albert Einstein, avec l'effet photoélectrique, prouve que dans certains cas la lumière se comporte comme une onde électromagnétique, dans d'autres elle se comporte comme une particule sans masse : le photon. On appelle cela la dualité onde-corpuscule.