• Thursday April 2,2020

Lumière

Nous expliquons tout sur la lumière, l’histoire de son étude, son mode de propagation et d’autres caractéristiques. En plus, lumière naturelle et artificielle.

La lumière est une forme de rayonnement visible à l'œil humain.
  1. Qu'est-ce que la lumière?

Ce que nous appelons la lumière est la partie du spectre électromagnétique qui peut être perçue par l'œil humain . En dehors de cela, il existe diverses formes de rayonnement électromagnétique dans l'univers, se propageant à travers l'espace et transportant de l'énergie d'un endroit à un autre, telles que le rayonnement ultraviolet ou les rayons x, mais aucun d’entre eux ne peut être perçu naturellement.

Comme ces autres formes de rayonnement, la lumière visible est constituée de photons (du mot grec phos, luz ) , un type de particules élémentaires sans masse. Les photons ont un double comportement: en tant que vagues et en tant que particules . Ils sont responsables des propriétés physiques particulières de la lumière.

L’optique est la branche de la physique chargée de l’étudier, tant dans ses propriétés de lumière que dans ses effets sur la matière. Cependant, beaucoup d'autres disciplines s'intéressent à la lumière, telles que la chimie, la physique théorique ou encore la physique quantique.

  1. Histoire de lumière

La nature de la lumière intrigue la race humaine depuis les temps anciens, lorsqu'elle était considérée comme une propriété de la matière, émanant des choses elles-mêmes. Il était également lié au Soleil, roi des étoiles dans la plupart des religions et visions du monde de l’humanité primitive, et donc également à la chaleur et à la vie.

Les Grecs de l'Antiquité comprenaient la lumière comme un élément proche de la vérité des choses. Il a été étudié par des philosophes tels qu'Empédócles et Euclides, qui avaient déjà découvert plusieurs de ses propriétés physiques. À partir de la Renaissance européenne, au XVe siècle, son étude et son application à la vie humaine ont pris un grand élan, avec le développement de la physique et de l’optique modernes.

Par la suite, la gestion de l’électricité a apporté la possibilité d’éclairer artificiellement nos maisons et nos villes, en cessant de dépendre du Soleil ou de la combustion de combustibles (lampes à mazout ou pétrole lampant). Ainsi ont été jetées les bases de l'ingénierie optique développée au XXe siècle.

Grâce à l'électronique et à l'optique, il a été possible de développer des applications pour la lumière impensables il y a des siècles. Cela nous a permis de mieux comprendre leur fonctionnement physique, en partie grâce aux théories quantiques et à l'énorme progrès réalisé en physique et en chimie grâce à ces théories .

Nous devons à cette voie des technologies aussi disparates que le laser, le film, la photographie, la photocopie ou les panneaux photovoltaïques.

  1. Caractéristiques de lumière

Toutes les couleurs sont contenues dans la lumière.

La lumière est une émission de photons sous forme d'onde et de forme corpusculaire, c'est-à-dire qu'elle se comporte en même temps comme si elle était faite d'ondes et de matière, respectivement.

Il voyage toujours en ligne droite, à une vitesse et à un rythme définis. En fait, la fréquence des ondes lumineuses détermine le niveau d'énergie lumineuse, tandis que la longueur d'onde différencie la lumière visible des autres formes de rayonnement.

Les couleurs sont contenues dans la lumière, bien que la lumière soit blanche, d'ordinaire. Cela peut être démontré en le dirigeant vers un prisme et en le décomposant dans les tons arc-en-ciel. Cependant, la matière absorbe une grande partie de son spectre et ne reflète qu'une seule couleur, ce qui explique pourquoi les choses ont la même couleur qu’elles.

L'exception est le blanc, qui reflète toutes les couleurs (c'est-à-dire qu'il renvoie complètement la lumière) et le noir, qui ne renvoie aucune couleur, mais les absorbe toutes. Les couleurs du spectre visibles à nos yeux vont du rouge (700 nanomètres) au violet (400 nanomètres).

  1. Propagation de la lumière

La lumière se propage en ligne droite et à une vitesse de 299.792.4458 mètres par seconde dans le vide. Si vous devez passer par un média dense ou complexe, il se déplace à des vitesses différentes.

L'astronome danois Ole Roemer fit la première mesure approximative de la vitesse de la lumière en 1676 . Depuis lors, la physique a considérablement affiné les mécanismes de mesure et a fourni le chiffre exact.

Le phénomène des ombres a également à voir avec la propagation de la lumière: en frappant un objet opaque, la lumière projette sa silhouette sur le fond, délimitant la partie bloquée par l'objet. L'ombre est composée de deux étapes: une plus brillante, appelée pénombre; et un autre plus sombre, appelé Umbra.

La géométrie est un outil important pour étudier la propagation de la lumière ou pour concevoir des artefacts qui, connaissant leur comportement, en tireront parti pour obtenir certains effets. Ainsi, le télescope et le microscope sont nés, par exemple.

  1. Phénomènes de lumière

La réfraction se produit parce que la vitesse de la lumière diminue à mesure qu'elle passe dans l'eau.

Les phénomènes lumineux sont des altérations, variations et effets visuels que vous ressentez lorsque vous vous soumettez à certains moyens ou à certaines conditions physiques. Nombre d'entre eux sont visibles quotidiennement, même si nous ne savons pas comment ils fonctionnent.

  • La réflexion Lors de l'impact sur certaines surfaces, la lumière est capable de «turbulente», c'est-à-dire de changer de trajectoire en décrivant certains angles prévisibles. Par exemple, si l'objet sur lequel il frappe est lisse et possède des propriétés de réflexe, telles que la surface d'un miroir, la lumière sera réfléchie dans le même angle identique qu'il apporte, mais direction opposée. C'est précisément comment fonctionnent les miroirs.
  • La réfraction D'autre part, lorsque la lumière passe d'un milieu transparent à un autre, avec une différence notable de densités, un phénomène appelé réfraction peut se produire. L'exemple classique en est le passage de la lumière entre l'air (moins dense) et l'eau (plus dense), ce qui peut être mis en évidence en introduisant un couvert dans un verre d'eau et notez c Comment l'image de la couverture semble être interrompue et dupliquée, comme s'il y avait une "erreur" dans l'image. En effet, l'eau modifie sa vitesse de déplacement, générant une illusion d'optique par réfraction.
  • La diffraction De même, lorsque les rayons de lumière entourent un objet ou traversent des ouvertures dans un corps opaque, ils subissent un changement de trajectoire, produisant un effet d'ouverture semblable à celui des phares d'une voiture. Mobile pendant la nuit. C'est une propriété que la lumière partage avec d'autres types de vagues.
  • La dispersion C’est cette propriété de la lumière qui nous permet d’obtenir le spectre complet de la couleur en dispersant le faisceau de lumière, c’est-à-dire ce qui se passe lorsque nous le passons à travers un prisme, ou ce qui se produit lorsque la lumière passe à travers les gouttes de pluie l'atmosphère et génère ainsi un arc-en-ciel.
  • Polarisation . Ce phénomène se produit lorsque la lumière oscille dans plus d’une orientation, c’est-à-dire lorsque la lumière, due à un milieu ou à une altération de son origine, se propage plus facilement ou de manière contrôlée. C'est ce qui se produit, par exemple, lorsque nous portons des lunettes de soleil: les cristaux polarisent la lumière que nos yeux reçoivent, diminuent leur intensité et changent souvent de couleur légèrement.
  1. Lumière du soleil et lumière artificielle

La source de lumière traditionnelle de l’humanité est celle qui provient du Soleil, cette gigantesque explosion atomique dans l’espace qui nous émet constamment de lumière visible, de chaleur, de rayons ultraviolets et d’autres types de radiations.

La lumière du soleil est essentielle à la photosynthèse et au maintien de la température de la planète dans des limites compatibles avec la vie. C'est semblable à la lumière que nous observons des autres étoiles de la galaxie, même si celles-ci se trouvent à des milliers de millions de kilomètres.

Cependant, depuis très longtemps, l'être humain a essayé d'imiter cette source de lumière naturelle . Au début, il le faisait en dominant le feu, avec des torches et des feux de joie, qui nécessitaient des matériaux combustibles et qui n'étaient pas très durables.

Par la suite , il utilisa des bougies en cire qui brûlaient de manière contrôlée et, bien plus tard, des lampadaires à brûler du pétrole ou d’autres hydrocarbures, constituant ainsi le premier réseau d’éclairage urbain. Cela a été remplacé plus tard par le gaz naturel. Finalement, il s’agit de l’utilisation de l’électricité, sa version étant plus sûre et efficace.

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