Nous baignons en permanence dans un champ électro-magnétique, crée par la présence de particules chargées (une particule chargée crée un champ électrique et nous sommes constitués de particules chargées, comme les électrons ou les protons), et par leur déplacement (le courant électrique crée un champ magnétique, comme celui de la terre par exemple, qui oriente les boussoles). Si on crée une petite perturbation de ce champ, par exemple en faisant vibrer des particules chargées, elle se propage : elle ne reste pas sur place, elle se déplace. Perturber le champ électro-magnétique, c'est comme créer des vagues à la surface de l'eau en y jetant un caillou. On crée une petite perturbation qui se propage, c'est à dire des ondes.
Eh bien la lumière est justement une onde électro-magnétique. La lumière est une perturbation du champ électro-magnétique qui se déplace. Cela lui donne la propriété de pouvoir se déplacer dans le vide, parce que même dans le vide, il y a un champ électro-magnétique. Ce n'est pas le cas des autres ondes, qui ont besoin d'un support matériel : le son se déplace dans l'air, les vagues à la surface de l'eau, ou sur une corde. Les perturbations du champ électro-magnétique, dont la lumière, se déplacent à une très très grande vitesse : 300 000 kilomètres par seconde dans le vide ou dans l'air ! En une seconde, la lumière a le temps de faire plus de 7 fois le tour de la terre. Elle met cependant 8 minutes pour faire le trajet soleil-terre.
La lumière interagit beaucoup avec la matière : elle peut être absorbée, réfléchie, déviée ou émise par la matière. Un corps qui paraît noir même quand on l'éclaire absorbe toute la lumière qui lui parvient, il n'en émet aucune, donc il paraît noir. Un miroir réfléchit la lumière : il renvoie votre propre image. Un morceau de verre peut faire dévier la lumière - il fait même parfois apparaître un "arc-en-ciel". Enfin, le filament d'une ampoule émet de la lumière lorsque le courant électrique le traverse.
Pour finir, il faut savoir que la lumière n'est pas seulement une onde. En fait, elle est composée de particules appellées photons. Chaque photon a une couleur précise. Et chaque photon est un peu plus qu'une particule, puisqu'il se comporte comme une onde. Donc un "troupeau" de photon se comporte comme une onde. Donc la lumière présente toutes les propriétés d'une onde, et notamment les propriétés d'interférence et de diffraction, bien qu'elle soit composée de "particules" - on appelle ça des quanta de lumière.
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Les propriétés ondulatoires de la lumière : les interférences, la diffraction. On verra que tout cela peut mener jusqu'à la mécanique quantique, la mécanique des quantas (comme les photons). |