Lumière, couleur, photon

Lumière,
couleur,
photon
Jack a dit…
[…]Soudain, sans savoir pourquoi, sans savoir comment, Jack va quitter son orbite. Il va affronter son destin, il va s’en aller à l’assaut de
sa propre quête. D’un saut hallucinant, il s’extirpe du cortège d’électrons, se libère et échappe à…
Non… il retombe sur une autre orbite rattrapé par cette terrible force aliénante, la force électromagnétique qui l’enchaîne à son atome,
qui le lie aux protons et aux neutrons.
Jack est épuisé. Mais sa dépense d’énergie n’a pas été vaine. Ce fabuleux saut a fait surgir un nouvel être, beau comme le jour, rapide
comme la lumière, plus léger que l’air : un photon. Le photon a quitté l’atome à une vitesse vertigineuse, il est parti à la place de Jack.
Mais, il lui a laissé un espoir insensé : les frontières de l’atome ne sont pas infranchissables.
… Le photon n’est pas parti à la place de Jack. C’est l’atome de Jack qui l’a émis. Ce n’est pas la même chose […]
Sources et propagation de la lumière
On distingue les sources primaires des sources
secondaires. Une source primaire (naturelle ou artificielle)
est une source qui émet directement de la lumière : lampes
à incandescence (ampoule, projecteur…) tube fluorescent
plus communément appelé « néon », le soleil, les étoiles.
Une source secondaire est une source indirecte qui
réfléchit ou diffuse la lumière provenant d'une source
primaire : un écran de cinéma, la lune, les planètes.
Contrairement au son , la lumière peut se propager dans le
vide Elle se propage également en ligne droite, enfin le
plus souvent et si le milieu est homogène :même
composition chimique, mêmes conditions de pression, de
température … en tout point. Dans le désert ces conditions
en sont pas toujours réunies. Par exemple en plein jour
après une journée de très forte chaleur, l’air ambiant n’est
plus homogène. Que voit-on alors ? des images du ciel que
l’on prend pour de l’eau, un mirage !
Photo NASA d'une éclipse de soleil
Schémas empruntés à http://www.teteamodeler.com
Bien que la lune soit un gros astre, le Soleil est environ
400 fois plus gros qu'elle, mais comme il est 400 fois
plus loin, le Soleil parait être de la même taille que la
lune lorsqu'on regarde le ciel. Lorsque la lune se trouve
entre le Soleil et la Terre, elle projette un cône d'ombre
sur la terre, ce phénomène s'appelle une éclipse de
Soleil. Le Soleil ne disparaît pas, mais la lumière qu’il
émet n'est plus visible de la Terre.
Lors des éclipses partielles , la Lune ne masque pas la
totalité du Soleil et laisse apparaître une couronne de Soleil
ou un croissant de Soleil. Lorsque l'observateur se trouve
dans l'alignement parfait Soleil-Lune il voit une couronne
solaire. Cette éclipse s'appelle une éclipse annulaire. Le
croissant de Soleil est réservé à ceux qui ne se trouvent pas
dans cet alignement.
Lumière et couleurs
La lumière fait partie de la grande famille des ondes électromagnétiques. Le soleil est la source de
rayonnement la plus connue et la plus importante pour nous. Dans le monde scientifique, ces rayonnements
sont appelés « ondes électromagnétiques » et notre œil n'est sensible qu'à une très petite partie de ces
rayonnements : la lumière visible, illustrée par les couleurs de l’arc en ciel. Dans le sens des longueurs d'onde
croissantes, les couleurs varient du violet au rouge en passant par le bleu, le vert et le jaune…
La théorie corpusculaire de la lumière.
La vitesse de la lumière
Les électrons d'un atome peuvent gagner ou perdre
de l'énergie. S’ils en gagnent, on dit alors que
l'atome passe de son état fondamental à un état
excité. Lorsque l'atome revient d’un état excité à
son état fondamental, il libère l'énergie "superflue"
sous la forme d'un photon. Un photon est un grain
de lumière. Dans le cas contraire, un atome peut
absorber un photon et passer de l'état fondamental
à un état excité. Si le photon possède l'énergie
nécessaire, un électron peut être arraché : c'est
l'effet photoélectrique.
Jusqu'à Galilée ( 17ème siècle), on pensait que la
lumière avait une vitesse infinie. Ce n'est pas le cas.
La lumière a une vitesse très grande, 300 000 km/s,
mais finie. Par exemple, on sait que le soleil est à …
150 millions de km de la Terre. On peut donc
calculer que la lumière qui provient du Soleil met 8
min 20 pour nous parvenir En astrophysique, on
utilise l'année lumière,comme unité de distance :
cela représente la distance parcourue par la lumière
pendant une année (environ 9500 milliards de km) et
permet d'appréhender les distances gigantesques
de l'espace. L'étoile la plus proche du Soleil,
Proxima du Centaure, se situe à "seulement" 4.3
années-lumières de nous.
Pour en savoir plus : couleur matière/ couleur lumière
On peut obtenir n'importe quelle couleur en combinant 3 lampes de couleur primaire
rouge, verte et bleue (RVB) : c'est le principe de la synthèse additive, utilisée
notamment par la télévision. Si on les ajoute toutes les 3, on obtient du blanc.
Mais on peut également obtenir toutes les couleurs en combinant cette fois les
pigments de 3 couleurs matière cyan magenta jaune (CMJ) sur une surface
blanche. C'est le principe de la synthèse soustractive utilisée par les imprimantes.
Généralement on ajoute du noir d’où le nom de « quadrichromie » (4 couleurs)
On ne vous dit pas tout…
En physique classique, on distingue les ondes (sorte d’oscillations) et
les corpuscules ( très petits grains).Pour la lumière ce classement ne
fonctionne plus car la lumière se comporte comme une onde dans
certaines expériences et comme un grain d ‘énergie appelé « photon »
dans d’autres. Aidons-nous de l’analogie suivante : regardé sous deux
angles différents , un objet nous apparaît soit comme un disque, soit
comme un rectangle. Pourtant ce n’est ni l’un, ni l’autre, c’est un
cylindre.