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L'œil et la vision
La lumière
 
decomposition
 

Dans certaines expériences la lumière apparait comme composée de photons qui sont des particules élémentaires.
Dans d'autres expériences, elle montre les propriétés d' une onde. Cette onde électromagnétique est caractérisée par sa fréquence et son énergie.

C'est pourquoi les scientifiques employent à son propos le terme de "dualité onde - corpuscule"

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Sa vitesse de propagation dans le vide (ou célérité) est C = 300 000 km/s.
Cette constanteest l' une des plus fondamentale de la physique. (aucune matière, ni aucune information ne peut se déplacer plus vite que la lumière!)


Lorsque la lumière interagit avec des quantités de matière, dont les dimensions sont grandes par rapport à la longueur d'onde de la lumière, on peut utiliser l'optique classique dont les principales lois ( propagation, réflexion et réfraction des "rayons lumineux"...) sont dues à Fermat, Huygens et Newton.

Lorque la lumière interagit avec des objets dont la dimension est de l'ordre de grandeur de sa longueur d'onde ou plus petite, il est nécéssaire alors de faire appel à l'optique quantique.

C'est la mécanique quantique qui unifie les deux aspects de la lumière (ondulatoire et corpusculaire) et qui permet d'appréhender la nature des interactions entre celle- ci et la matière. (de manière plus précise la théorie qui décrit ces interactions se nomme l'électrodynamique quantique.

 

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La lumière peut être monochromatique (une seule longueur d'onde) ou composée. 

Chaque couleur dans le visible est caractérisée par une longueur d'onde.

 

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La lumière visible ( perceptible par l'œil ) n'est qu'un cas particulier des ondes électromagnétiques. 

D'autres ondes électromagnétiques ne sont pas perceptibles par l'œil (rayons gamma, rayons X, ondes radio ..)

L'analyse du spectre de la lumière émise ou absorbée par différents corps (galaxies, étoiles, molécules, atomes) fournit de très nombreux renseignements sur la structure de ces objets. (techniques de spectrographie ou spectroscopie).

L'énergie des photons est proportionnelle à la fréquence de la lumière.
La constante de proportionnalité est la constante de Planck. ( h = 6,626 10-34 joule.seconde)


Cette constante est la plus petite quantité d'energie existant dans le monde physique.
Dans certaines conditions les atomes peuvent absorber ou émettre des photons.
Mais pour cela l'énergie des photons doit être égale à l'énergie nécessaire pour que l'électron de l'atome passe d'un niveau énergétique à un autre.
L' énergie des électrons est quantifiée ce qui signifie quelle ne peut prendre que certaines valeurs et ne peut varier de manière continue.

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Dans certaines conditions les atomes peuvent absorber ou émettre des photons.
Mais pour cela l'énergie des photons doit être égale à l'énergie nécessaire pour que l'électron de l'atome passe d'un niveau énergétique à un autre.
L' énergie des électrons est quantifiée ce qui signifie quelle ne peut prendre que certaines valeurs et ne peut varier de manière continue.

Les interactions électromagnétiques entre les noyaux des atomes et les électrons se font à l'aide d'incessant échanges de photons virtuels


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Chez les êtres vivants, l'énergie des photons solaires est la principale source d'énergie de toute la biosphère, (l'autre étant l' énergie géothermique)

Cette énergie est récupérée et transformée en énergie chimique dans les chloroplastes des végétaux lors de la photosynthèse.

 
La lumière sur le site du LKB
La lumière sur wikipédia
Lumière sur le photon (par Mr.Wollbrett Cybérique)
Des comportements de la lumière sur Cyberscol
Light and Vision sur Hyperphysics
Optique Géométrique et Optique Ondulatoire (site de l'Université du Maine)
Lumière et couleurs
http://perso.wanadoo.fr/daniel.robert9/physique.html
L'Institut d' Optique
Optique Quantique (iota.u-sud)