La définition de la lumière


Au XVIIe siècle, Isaac Newton affirme que la lumière est de nature corpusculaire (particule de matière) tandis qu’au début du XIXe siècle, Thomas Young et Augustin Fresnel affirment au contraire que la lumière est de nature ondulatoire. Depuis le début du XXe siècle, à la suite des travaux de Max Planck puis d’Albert Einstein, il est admis que la lumière est un phénomène beaucoup plus complexe, à la fois corpusculaire et ondulatoire.

La lumière est une énergie générée par la matière et peut se représenter sous la forme d’une particule d’énergie (le photon) et d’une onde électromagnétique. C’est le déplacement ondulatoire très rapide (environ 300 000 km/seconde) du photon qui constitue le rayonnement lumineux. L’ensemble de ces différents rayonnements lumineux colorés, mis en évidence par Isaac Newton au XVIIe siècle, compose toute la gamme du spectre « visible » par l’œil humain. Ces rayonnements dont les longueurs d’ondes sont comprises entre 380 et 780 nanomètres environ, sont interprétés par notre système optique comme un dégradé de couleur « arc-en-ciel ».

Dispersion de la lumière par un prisme

© digiSchool

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Depuis l’apparition au XIXe siècle d’appareils et de sources de lumière de plus en plus performants, la nécessité d’évaluer la « quantité de lumière » ainsi que ces différentes caractéristiques colorimétriques est bien réelle. Malgré l’incontestable complexité de compréhension et de perception humaine du phénomène lumineux, il était nécessaire de trouver le moyen d’y parvenir.

Zoom sur le photon

Le photon est une particule de masse et de charge électrique nulles. A l’échelle terrestre la vitesse du photon semble incroyablement élevée : il parcourt 7,5 fois le tour de la terre en 1 seconde ; d’après la théorie de la relativité d’Einstein cette vitesse est indépassable. Le photon à la capacité de se propager dans le vide (particularité des ondes électromagnétiques) et donc de voyager dans l’univers, ce qui permet à la lumière du soleil de nous parvenir ; dès que l’on commence à prendre un peu de recul en s’éloignant de la Terre, sa vitesse de déplacement est beaucoup moins impressionnante : Le photon parcourt la distance de la Terre à la Lune en 1,25 seconde ; il parcourt la distance de la Terre à Mars en 3 minutes et 2 secondes ; il parcourt la distance de la Terre à Proxima du Centaure (étoile la plus proche de notre système solaire) en 4 ans et 3 mois ; il parcourt la distance de la Terre jusqu’au centre de notre galaxie en plus de 25 000 ans ; il parcourt la distance de la Terre à Andromède (galaxie la plus proche de la nôtre) en 2,5 millions d’années !

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