Les modèles de la lumière et les ondes électromagnétiques
La lumière, un phénomène complexe, peut être décrite à travers le prisme des ondes électromagnétiques. Ces ondes, fondamentales dans notre compréhension de l'univers, se propagent en perturbant les propriétés électriques et magnétiques du milieu environnant.
Définition: Une onde électromagnétique est une perturbation des propriétés électriques et magnétiques d'un milieu qui se propage.
Les ondes électromagnétiques sont classées en différents domaines selon leur fréquence ν et leur longueur d'onde dans le vide λ. Ces caractéristiques sont intimement liées à la période temporelle T et spatiale de l'onde.
Highlight: La longueur d'onde λ représente la distance parcourue par l'onde pendant une période.
La relation fondamentale entre ces paramètres est exprimée par l'équation :
λ = c / ν = c * T
Où c est la célérité de la lumière, une constante universelle d'une importance capitale en physique.
Vocabulary: La célérité de la lumière, notée c, est approximativement égale à 3,00 × 10^8 m/s dans le vide.
Cette vitesse constante de la lumière est le rapport entre la distance parcourue et la durée du parcours, ce qui nous amène à la relation fondamentale : c = λ * ν.
Le concept de photon est introduit pour décrire la nature corpusculaire de la lumière.
Definition: Un photon est une particule de masse nulle et sans charge électrique, se déplaçant à la célérité de la lumière dans le milieu considéré.
L'énergie d'un photon est directement liée à sa fréquence ou sa longueur d'onde, selon la formule :
E = h * ν = h * c / λ
Où h est la constante de Planck 6,63×10−34J⋅s.
Example: Un rayon de lumière d'une certaine fréquence ν ou longueur d'onde λ est en réalité un ensemble de photons, chacun transportant une énergie E définie par cette formule.
Il est important de noter que le joule J est souvent une unité trop grande pour exprimer les quanta d'énergie des photons. C'est pourquoi on utilise fréquemment l'électron-volt eV, avec 1 eV = 1,60 × 10^-19 J.
