Qu’est-ce que la lumière ?

Les plantes ont besoin de lumière pour la photosynthèse, comme source d’énergie pour la production de sucre et d’oxygène. Sans lumière, notre survie ne serait pas imaginable. Mais qu’est-ce que la lumière en fait ?

La nature de la lumière

Pour explorer la nature de la lumière, les scientifiques ont élaboré au fil des siècles des modèles permettant d’expliquer simplement les résultats des expériences réalisées avec la lumière. La représentation de la lumière par une onde a été un moyen très efficace pour comprendre la réfraction de la lumière à la surface de séparation entre l’air et l’eau. Cependant, le modèle de l’onde ne permet pas du tout d’expliquer la façon dont la matière absorbe l’énergie lumineuse pour ensuite la rediffuser. Il faudrait au contraire se représenter la lumière comme un faisceau de particules.

Alors, que faut-il penser ? La lumière est-elle une onde ou un faisceau de particules ? De nos jours, les scientifiques répondent à cette question en avançant que la lumière est un phénomène compliqué qui présente à la fois les propriétés d’une onde et celles de particules.

La lumière, une onde électromagnétique

D’après le modèle ondulatoire, la lumière est une onde électromagnétique. Une onde électromagnétique est une onde composée de champs électriques et magnétiques associés entre eux, et qui se propagent à la vitesse de la lumière (300 000 km/s dans le vide et dans l'air).

Les ondes radiophoniques et de télévision, les microondes, les infrarouges, la lumières visible, le rayonnement ultraviolet, les rayonnements X et les rayons gamma radioactifs sont tous des ondes électromagnétiques qui se distinguent par leur longueur d'onde.

La longueur de l’onde de la lumière se situe entre 0,4 micromètres (violet) et 0,8 micromètres (rouge foncé). (1micromètre est un millième de millimètre).

Production d’électricité avec la lumière

L’énergie transportée par la lumière (par ex. la lumière du soleil) peut être convertie en énergie électrique. Cette conversion s’appelle la photovoltaïque et se produit dans les cellules solaires.

Auteur : André Mousset (MNHN), Patrick Delhalt (MNHN)

Cet article a été publié dans le numéro de janvier 2013 de Science News.