lumière

Physique

2022

Nous vous expliquons tout sur la lumière, l'histoire de son étude, son mode de diffusion et d'autres caractéristiques. En plus, lumière naturelle et artificielle.

La lumière est une forme de rayonnement électromagnétique visible à l'œil humain.

Qu'est-ce que la lumière

Ce que nous appelons la lumière est la partie de spectre électromagnétique qui peut être perçu par l'œil humain. Il existe, outre la lumière, diverses formes de rayonnement électromagnétique dans le univers, qui se propage à travers le espace et transports énergie d'un endroit à un autre (comme le rayonnement ultraviolet ou les rayons X), mais aucun d'entre eux ne peut être perçu naturellement.

La lumière visible est composée de photons (du mot grec phos, "lumière"), une sorte de particules élémentaires manquant Masse. Les photons se comportent d'une double manière : comme des ondes et comme des particules. Cette dualité confère à la lumière des propriétés physiques uniques.

La optique est la branche de la physique qui étudie la lumière, ses propriétés, son comportement, son interaction et ses effets sur la la matière. Cependant, la lumière est l'étude de beaucoup d'autres disciplines comme la chimie, relativité générale ou physique quantum, entre autres.

Histoire de la lumière

La nature de la lumière a intrigué la race humaine pour toujours. Dans les temps anciens, il était considéré comme une propriété de la matière, quelque chose qui émanait des choses. Elle était également liée à la soleil, le roi des étoiles dans la plupart des religions Oui visions du monde de la humanité primitive et donc aussi avec la Chauffer et avec le vie.

Les anciens Grecs considéraient la lumière comme quelque chose de proche de la vérité des choses. Il a été étudié par des philosophes comme Empédocle et Euclide, qui avaient déjà découvert plusieurs de ses propriétés physiques. À partir du Renaissance En Europe, au XVe siècle, son étude et son application à la vie humaine ont pris un grand essor, avec le développement de la physique moderne et optique.

Par la suite, la direction du électricité permis l'éclairage artificiel des maisons et villes, cessant de dépendre du Soleil ou brûlant carburants (lampes diesel ou kérosène). Ainsi, les fondements de l'ingénierie optique qui s'est développé au XXe siècle ont été semés.

Grâce à l'électronique et à l'optique, il a été possible de développer des applications de la lumière qui, il y a des siècles, auraient été impensables. Notre compréhension de son fonctionnement physique a augmenté, en partie grâce aux théories quantiques et aux énormes progrès de la physique et de la chimie qui ont eu lieu grâce à elles.

Grâce à la lumière et son étude existent les technologies aussi disparates que des lasers, cinéma, la La photographie, photocopier ou panneaux photovoltaïques.

Caractéristiques de la lumière

Toutes les couleurs sont contenues dans la lumière.

La lumière est une émission ondulatoire et corpusculaire de photons, c'est-à-dire qu'en même temps elle se comporte comme si elle était faite de vagues et la matière.

Il se déplace toujours en ligne droite, à une vitesse définie et constante. La la fréquence des ondes lumineuses détermine le niveau de énergie lumineuse, et c'est ce qui différencie la lumière visible des autres formes de rayonnement.

Bien que la lumière en général (à la fois du Soleil et d'une lampe) semble blanche, elle contient des ondes avec des longueurs d'onde qui correspondent à chaque couleur du spectre visible.

Cela peut être démontré en le pointant sur un prisme et en le décomposant dans les tons de la arc en ciel. Qu'un objet ait une couleur particulière est une conséquence du pigment de l'objet absorbant certaines longueurs d'onde et réfléchissant d'autres, reflétant la longueur d'onde de l'objet. Couleur Ce que nous voyons.

Si on voit un objet blanc, c'est parce que le pigment réfléchit toute la lumière qui est émise dessus, toutes les longueurs d'onde. Si, par contre, on le voit noir, c'est qu'il absorbe toute la lumière et rien ne se réfléchit, on ne voit rien, c'est-à-dire qu'on voit noir.Les couleurs du spectre perceptible par notre œil vont du rouge (700 nanomètres de longueur d'onde) au violet (400 nanomètres de longueur d'onde).

Propagation de la lumière

La lumière se déplace en ligne droite et à une vitesse de 299 792 4458 mètres par seconde dans le vide. S'il doit traverser des supports denses ou complexes, il se déplace à des vitesses plus lentes.

L'astronome danois Ole Roemer a effectué la première mesure approximative de la vitesse de la lumière en 1676. Depuis lors, la physique a considérablement affiné les mécanismes de la mesure.

Le phénomène des ombres est également lié à la propagation de la lumière : lorsqu'elle frappe un objet opaque, la lumière projette sa silhouette sur le fond, délimitant la partie bloquée par l'objet. Il existe deux degrés d'ombre : un plus clair, appelé pénombre ; et un autre plus sombre, appelé umbra.

La géométrie a été un outil important lors de l'étude de la propagation de la lumière ou de la conception d'artefacts pour obtenir certains effets, par exemple, le télescope et le microscope.

Phénomènes de lumière

La réfraction dans cette figure se produit parce que la vitesse de la lumière diminue lorsqu'elle traverse l'eau.

Les phénomènes de la lumière sont des altérations qu'elle subit lorsqu'elle est soumise à certains milieux ou à certaines conditions physiques. Beaucoup d'entre eux sont visibles au quotidien, même si on ne sait pas vraiment comment ils fonctionnent.

  • Réflexion. Lorsqu'elle frappe certaines surfaces, la lumière est capable de « rebondir », c'est-à-dire de changer sa trajectoire à des angles certains et prévisibles. Par exemple, si l'objet sur lequel il frappe sous un certain angle est lisse et possède des propriétés réfléchissantes (comme la surface d'un miroir), la lumière sera réfléchie sous un angle égal à l'incident, mais dans la direction opposée. C'est ainsi que fonctionnent les miroirs.
  • Réfraction. Lorsque la lumière passe d'un milieu transparent à un autre, avec des densités il existe un phénomène connu sous le nom de "réfraction". L'exemple classique est le passage de la lumière entre le air (moins dense) et le L'eau (plus dense), ce qui peut être mis en évidence en plaçant un couvert dans un verre d'eau et en remarquant comment l'image des couverts semble être interrompue et dupliquée, comme s'il y avait une "erreur" dans l'image. En effet, l'eau change de sens de propagation en passant d'un milieu à l'autre.
  • Diffraction. Lorsque des rayons lumineux entourent un objet ou traversent des ouvertures dans un corps opaque, ils subissent un changement de trajectoire, produisant un effet d'ouverture, comme cela se produit avec les phares de voiture la nuit. Ce phénomène est typique de toutes les vagues.
  • La dispersion. Esta propiedad de la luz es la que nos permite obtener el espectro de color completo al dispersar el haz de luz, es decir, es lo que ocurre cuando la hacemos atravesar un prisma, o lo que ocurre cuando la luz atraviesa las gotas de lluvia en la atmosphère et génère ainsi un arc-en-ciel.
  • Polarisation. La lumière est constituée d'oscillations de la champ électrique Oui magnétique qui peut avoir des adresses différentes. La polarisation de la lumière est un phénomène qui se produit lorsque, par exemple, au moyen d'un polariseur (comme des lunettes de soleil), les directions d'oscillation sont diminuées de sorte que la lumière se propage avec moins d'intensité.

Lumière du soleil et lumière artificielle

La source lumineuse traditionnelle de l'humanité a été celle provenant du Soleil, qui émet constamment de la lumière visible, de la chaleur, de la lumière ultraviolette et d'autres types de rayonnement.

La lumière solaire Il est essentiel pour le photosynthèse et de maintenir le Température de la planète dans des limites compatibles avec la vie. C'est semblable à la lumière que nous observons de l'autre étoiles de la galaxie, même s'ils sont distants de plusieurs milliards de kilomètres.

Depuis les temps les plus reculés, le être humain a essayé d'imiter cette source de lumière naturelle. Au départ, il l'a fait en maîtrisant le feu, avec des torches et des feux de joie qui nécessitaient des matériaux combustibles et n'étaient pas très durables.

Plus tard, il a utilisé des bougies de cire qui brûlaient de manière contrôlée, et beaucoup plus tard, il a créé des lampadaires qui brûlaient de l'huile ou d'autres hydrocarbures, donnant naissance au premier réseau d'éclairage urbain, remplacé par la suite par gaz naturel. Finalement, il est venu à l'utilisation de l'électricité, sa version la plus sûre et la plus efficace.

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