Propagation de la lumière

1. Les sources de lumière.

Par définition, on appelle source de lumière une structure qui envoie de la lumière. Il existe deux types de source de lumière : les sources de lumière "chaudes" et les sources de lumière "froides".

• Les sources de lumière "chaudes" émettent de la lumière grâce à leur température élevée : le soleil dont la température atteint 6 000 °C en surface est une source de lumière "chaude" naturelle. Le filament d'une lampe d'éclairage produit de la lumière grâce à l'échauffement du au passage du courant électrique (pour une lampe de 60 Watt on a pu mesurer une température du filament de 2 500 °C).
• Les sources de lumière "froides" émettent de la lumière sans échauffement particulier : les enseignes luminescentes des magasins sont des sources de lumière froides ainsi que les lampes "néons" ( dans ce cas, c'est l'agitation des particules de gaz qui viennent frapper les parois du tube qui produit la lumière).

Souvent la lune est donnée comme source de lumière mais c'est une source de lumière particulière : elle ne produit pas sa propre lumière mais réfléchit une partie de de celle qu'elle reçoit du Soleil. Le Soleil, comme une lampe, est donc une source primaire de lumière et la une une source de lumière secondaire.

2. Les récepteurs de lumière artificiels.

Un récepteur de lumière artificiel est un objet construit pour utiliser l'énergie lumineuse.

• Les récepteurs de lumière photoélectriques transforment l'énergie solaire en énergie électrique (les panneaux solaires, les capteurs d'appareil photographique et camescope numérique).
• Les récepteurs de lumière photochimique utilisent l'énergie solaire pour provoquer une réaction chimique (les pellicules photographiques argentiques).

Remarque : L'oeil est un prodigieux récepteur de lumière essentiel à la vision...mais il n'est pas artificiel.

3. Déplacement de la lumière dans l'air.

Si on cherche à observer la flamme d'une bougie à travers deux feuilles distinctes percées d'un petit trou au centre, on constate que l'on doit obligatoirement aligner ces deux feuilles avec la flamme et notre oeil ! La lumière qui se propage de la flamme jusqu'à notre oeil se propage en ligne droite.

On représente le trajet suivi par la lumière à l'aide d'une droite, une flèche indiquant son sens de déplacement (de la source vers le récepteur).

La vitesse de la lumière est de 300 000 km/s : si elle pouvait tourner autour de la Terre (ce qui est impossible puisqu'elle se déplace en ligne droite) elle ferait plus de 8 fois le tour de la Terre en 1 seconde.

4. Diffusion de la lumière.

Plaçons nous dans une pièce sombre et éclairons avec une lampe de poche une feuille de couleur rouge. Derrière la lampe, plaçons une feuille blanche : on constate que la feuille est rouge ! D'où provient cette lumière rouge ? La lampe éclaire la feuille de couleur rouge, celle-ci renvoie une partie de la lumière qu'elle reçoit : de la lumière rouge.

Quand une source de lumière éclaire un objet, celui-ci devient à son tour source de lumière (secondaire) et diffuse une partie de la lumière qu'il a reçue: c'est ce que l'on nomme la diffusion de la lumière.