Propagation rectiligne de la lumière et vitesse de propagation

La lumière se propage en ligne droite à une vitesse de 299 792 458 mètres par seconde dans le vide.

Exemple pratique : Lorsque vous allumez une lampe de poche dans l’obscurité, la lumière atteint immédiatement les murs de la pièce.

La lumière voyage à une vitesse si rapide (299 792 458 mètres par seconde dans le vide) que même sur des distances de plusieurs kilomètres, le temps qu’elle met pour se propager est extrêmement court. Sur des distances plus courtes, comme dans une pièce, ce temps est tellement minuscule qu’il semble que la lumière se propage instantanément.

Lumière blanche, lumière colorée. Spectres d’émission

La lumière blanche est en réalité composée de toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. Ces différentes couleurs peuvent être séparées par dispersion, comme lorsque vous voyez un arc-en-ciel après la pluie.

Exemple pratique : Vous pouvez démontrer cette dispersion en utilisant un prisme. Lorsque la lumière blanche entre dans le prisme, les différentes couleurs se réfractent à différents angles et la lumière blanche est séparée en ses différentes couleurs.

Lois de Snell-Descartes pour la réflexion et la réfraction

La réflexion est lorsque la lumière rebondit sur une surface, comme un miroir. La réfraction est lorsque la lumière change de direction lorsqu’elle passe d’un milieu à un autre, comme lorsque la lumière passe de l’air à l’eau.

Exemple pratique : Lorsque vous regardez un crayon partiellement immergé dans un verre d’eau, il semble brisé à la surface de l’eau. C’est une démonstration de la réfraction.

Pour éveiller votre curiosité scientifique, voici quelques questions (avec réponses)

Si vous le souhaitez, réfléchissez à la manière dont ces concepts s’appliquent à la technologie, à l’art et à la nature.

Par exemple :

• Comment la réfraction de la lumière est-elle utilisée dans la technologie actuelle ?
• Comment les artistes utilisent-ils les couleurs et la lumière dans leur travail ?
• Comment les animaux utilisent-ils le son et la lumière pour communiquer ou naviguer ?
• Pourquoi le ciel est-il bleu pendant la journée et rouge au coucher du soleil ?

Réponses :

• La réfraction de la lumière est utilisée dans la technologie dans de nombreuses manières. Par exemple, les lentilles des lunettes, des appareils photo et des microscopes utilisent la réfraction pour focaliser la lumière. De plus, la fibre optique, qui est utilisée pour le haut débit internet, utilise la réfraction pour transmettre de l’information sous forme de lumière sur de longues distances.
  
  
• Les artistes utilisent les couleurs et la lumière pour créer du contraste et de la profondeur dans leurs œuvres. Par exemple, en peinture, des techniques comme le clair-obscur peuvent être utilisées pour donner l’impression de volume et de profondeur.
  
  
• Les animaux utilisent le son et la lumière pour communiquer ou naviguer de nombreuses manières. Par exemple, les chauves-souris utilisent l’écholocalisation, qui est basée sur le son, pour naviguer dans l’obscurité. De nombreux insectes, comme les lucioles, utilisent la lumière pour attirer des partenaires. Les abeilles peuvent voir la lumière ultraviolette, qui leur aide à localiser les fleurs pour la pollinisation.
  
  
• Le ciel est bleu en journée et rouge le soir en raison du fait que les molécules d’air diffusent la lumière du soleil dans toutes les directions. Les courtes longueurs d’onde (bleu et violet) sont diffusées plus que les longues longueurs d’onde (rouge, orange, et jaune). Cependant, notre œil est plus sensible à la lumière bleue et voit donc le ciel comme bleu. Au coucher du soleil, la lumière traverse plus d’atmosphère et donc la majorité de la lumière bleue est déjà diffusée, et les longueurs d’onde plus longues dominent, ce qui rend le ciel rougeoyant.