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Définition de l'onde lumineuse
La lumière est une onde émise par une source lumineuse. Elle se propage dans le vide. Cette onde est périodique dans le temps et dans l'espace : son motif se répète à intervalles de temps et de distance réguliers.
Longueur d'onde et couleurs
La distance parcourue par un motif est caractéristique de chaque onde lumineuse. C'est ce qui détermine la couleur d'une lumière. On l'appelle longueur d'onde, notée lambda : $\lambda$ et se mesure en mètres (ou mm, nm, …).
Les couleurs visibles sont les ondes lumineuses dont la longueur d'onde est comprise entre 400 nm et 800 nm.
Exemple
Une onde lumineuse de longueur d'onde $\lambda$ = 400 nm est de couleur violette.
Les ondes infra-rouges responsables de l'énergie rayonnante ont une longueur d'onde supérieure à 800 nm.
Vitesse de la lumière
Dans le vide, la lumière se déplace à v(vide) = 300 000 km/s. Sa vitesse peut varier dans différents milieux, en fonction de leurs propriétés physiques, à condition qu'ils soient un minimum transparent :
- v(eau) : 225 400 km/s
- v(verre) : en moyenne 170 000 km/s
La vitesse de la lumière dans le vide est maximum. Les autres milieux ne peuvent que freiner cette vitesse. Concernant l'air, nous ferons la plupart du temps l'approximation suivante : v(air) = v(vide)
C'est pourquoi nous voyons les objets déformés dans l'eau ou à travers un bloc de verre.
Propagation
Le faisceau lumineux, ensemble de rayons, peut être modélisé par des droites orientées. Quand un rayon lumineux rencontre un objet opaque, il va être partiellement absorbé et partiellement réfléchi. L'onde ainsi modifiée va changer de couleur. C'est pourquoi nous voyons les objets de la couleur qui n'est pas absorbée par cet objet.
Le Soleil produit des ondes de toutes les longueurs d'onde du visible, soit toutes les couleurs existantes. Ainsi, en lumière, la couleur blanche est obtenue en mélangeant toutes les couleurs.
