La lumière

 

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Les angelots de notre contre symbolisent les rayons lumineux. Dès la fin de XIXème siècle, on avait mis à jour la nature électromagnétique de la lumière. Cette dernière se présente comme une onde sinusoïdale se propageant dans l'espace et dans le temps, c'est à dire comme quelque chose qui se reproduit identique à lui même quel que soit le lieu ou l'instant d'observation:

Ainsi, si j'observe la lumière à un moment donné, je vois une succession régulière de creux et de bosses qui occupe tout l'espace disponible. La distance entre deux crêtes successives dans l'espace s'appelle la longueur d'onde traditionellement représentée par la lettre grecque l.

Si maintenant je me place à un endroit donné, la lumière m'arrive par vagues successives se succédant de manière régulière dans le temps. La distance entre deux crêtes successives dans le temps s'appelle la fréquence tradionellement représentée par la lettre grecque n.

Longueur d'onde et fréquence sont reliées par la vitesse à laquelle se propage l'onde. Pour la lumière cette vitesse est une constante absolue de la nature, symbolisée par la lettre c et qui vaut très exactement c = 2,99792×108 ms-1, soit environ 300.000 km parcourus en une seconde!

Pour ta gouverne voici un apercu de ce que l'on nomme le spectre électromagnétique:

Rayons cosmiques: l < 1 fm (E > 1 GeV)  (Particules élémentaires)

Rayons g:    l < 1 pm (E > 1 MeV)    (Excitation des noyaux atomiques)

Rayons X:    l < 10 nm (E > 100 eV)     (Excitation des atomes)

Ultra-violets (UV): l < 400 nm (E > 3 eV) (Excitation des petites molécules)

Lumière visible: l < 700 nm (E > 1,8 eV) (Excitation des grosses molécules)

Infra-rouge: l < 1 mm (E > 1 meV)      (Vibration moléculaires)

Ondes radar: l < 1 cm (E > 0,1 meV)      (Rotations moléculaires)

Ondes FM-TV: l < 1 m (E > 1 µeV)      (Retournement des spins)

Ondes SW: l < 100 m (E > 10 neV)      (Petites ondes radio)

Ondes MW: l < 1 km (E > 1 neV)      (Ondes radio moyennes)

Ondes LW: l < 10 km (E > 0,1 neV)      (Grandes ondes radio)

Courant alternatif: l ® +¥  (E ® 0)         (courant continu si l = 0)

On passe de la longuer d'onde l à l'énergie lumineuse associée au moyen de la relation: E(eV) = 1240/l (nm).

La lumière visible et colorée occupe donc dans le spectre électromagnétique un domaine très étroit de longueur d'onde (400 nm £ l £ 700 nm), correspondant à une bande d'énergie très fine voisine de 1 eV. La raison pour laquelle ce domaine est si étroit est lié au fait que ton organisme (et donc oeil qui te permets de voir) est bâti à partir de molécules. Comme tu peux le constater, si la longueur d'onde est très grande, la lumière t'ignore superbement et te traverses de part en part, car son énergie est beaucoup trop faible (E < 0,1 meV) pour faire du mal à tes molécules. A l'inverse si la longueur d'onde est très courte (E > 3 eV), les électrons responsables de la cohésion des molécules peuvent être arrachés, provoquant des dégats absolument irréparables. C'est le fameux coup de soleil des vacances qui fait si mal, ou encore le rayonnement d'une bombe atomique qui te rayes du domaine des êtres vivants.

Le domaine intermédiaire (1 meV < E < 3 eV) est celui où tu peux te rendre compte que tu viens de rencontrer une onde électromagnétique, et que celle ci t'as laissé la vie sauve. Deux sens sont concernés par cette rencontre entre la lumière et ta matière corporelle. Le sens du toucher par le biais de ta peau et de la sensation de chaleur qu'elle te transmet (ondes infra-rouge avec E < 2 eV). Et bien sûr le sens de la vue par le biais de l'oeil et des images qu'il te transmet (ondes optiques avec 2 eV < E < 3 eV). Entre simple chatouillement (E < 1 eV) et véritable torture (E > 3 eV), la place laissée aux caresses visuelles ne peut être que forcément très limitée...

undercon.gif (4369 octets)Cette page a été mise à jour le 24/09/99.