LA LUMIÈRE - 1
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Notre étoile, le soleil, est une source primaire de lumière.
Il transforme une partie de son énergie nucléaire en énergie lumineuse.
Le soleil émet de la lumière blanche ou lumière visible mais aussi
d'autres rayonnements appartenant au spectre électromagnétique comme
les rayonnements  infra-rouge ou les ultra-violet. La lune, par contre,
est une source secondaire de lumière. Si elle émet de la lumière c'est parce que
le soleil l'éclaire. photo de la sonde SOHO . source: NASA.

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sources de lumière primaires

Il existe deux sortes de sources de lumière.  Les sources primaires et les sources  secondaires.  Les sources primaires produisent de la lumière par elles-mêmes. Cette émission est possible car il y a transformation d'une énergie chimique (bougie), électrique (lampe, enseignes), biochimique (vers luisant) ou nucléaire (soleil, étoiles) en énergie lumineuse.  Il existe deux sortes de sources primaires. Les unes rayonnent par incandescence et les autres par luminescence. Dans le premier cas, le rayonnement est émis parce que l'objet est chaud (étoile, lampe, bougie ..). Dans le deuxième cas, de la lumière dite froide est émise quand le rayonnement provient de transformations qui ont lieu à l'intérieur des atomes.  Par exemple, les atomes du gaz néon transforme l'énergie électrique reçue en énergie lumineuse.

sources secondaires

Les sources secondaires ou objets diffusants sont des objets dont la surface éclairée, renvoie, dans toutes les directions, une partie de la lumière qu'elle reçoit. La lune, les planètes, les objets qui nous entourent sont des sources secondaires de lumières. Une tomate (rouge) est éclairée par la lumière blanche d'une lampe. Elle absorbe toutes les couleurs de la lumière sauf le rouge qu'elle diffuse dans toutes les directions. C'est un objet diffusant ou source secondaire.
 
 
 
 
 
 
 

Propagation de la lumière

La lumière du soleil et des étoiles nous atteint après avoir traversé le vide de l'espace. Contrairement au son, la lumière n'a pas besoin de milieu matériel pour se propager.
La lumière se propage dans le vide et dans les milieux transparents (eau, verre, plastique transparent ..). La lumière se propage en ligne droite dans un milieu homogène et transparent.  Le système de l'appareil photo en est une preuve.  Sur l'illustration: Le fond d'une boite noire a été remplacée par un papier calque. La face opposée a été percée. L'image inversée et réduite de l'arbre se forme sur le fond. Ce phénomène s'explique par la propagation rectiligne de la lumière. Dans un appareil photo, le calque est remplacé par un film et une lentille convergente est placée dans le trou pour concentrer les rayons sur une plus petite surface.

On représente le chemin de la lumière par une droite appelée rayon lumineux. La flèche indique le sens de propagation de la lumière.
Un faisceau lumineux est un ensemble de rayons lumineux.

 
 
 
  

ombres et lumières

Comme la lumière se propage en ligne droite elle créé une ombre quand elle rencontre un obstacle.  Si la source lumineuse est très petite, l'ombre portée a des contours très nets. Si elle est grande, l'ombre portée a des contours flous. La zone entre l'ombre portée et la lumière s'appelle la pénombre. Cette zone ne reçoit qu'une partie de la lumière de la source.  Lors d'une éclipse de Soleil, l'ombre de la lune est projetée sur la Terre. Les personnes dans l'ombre portée sont dans l'obscurité totale. Ceux qui se trouvent dans la pénombre connaissent une éclipse partielle. clique ici


vitesse de la lumière

La vitesse de la lumière dans le vide est une constante universelle notée célérité c=299 792 458 m/s.
Couramment on prend la valeur approchée: c=3 10 8 m/s soit 300 000 000 m/s.
Aucun objet, aucune particule ne peut atteindre cette limite.  La vitesse de la lumière dépend du milieu qu'elle traverse. C'est le physicien Léon Foucault qui le démontra en 1850. Par exemple, la vitesse de la lumière dans l'eau est égale au 3/4 de celle dans l'air.
Vitesse dans  eau = 3/4 c = 225 000 000 m/s.



Un prisme decompose la lumiere car chaque couleur de la lumiere blanche
est associee a une differente vitesse a l'interieur du prisme.
Comme les couleurs ne voyagent pas a la meme vitesse elles
ne se refractent pas (plient pas) de la meme facon. Le bleu se refracte
plus que le rouge. Newton fut le premier a prouver, grace a un prisme,
que la lumiere blanche se composait de plusieurs couleurs.
Grace a la refraction il a demontrer ce phenomene. De meme
des gouttes d'eau refractent la lumiere du Soleil et forment
un arc en ciel. 

clique sur l'image: la refraction depend
de la longeur d'onde de la lumiere (ou la couleur)  qui penetre dans
le prisme. Plus la longueur d'onde est petite (bleu)
plus la refraction est importante.



clique sur la main
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