Fiche de révision Propagation et décomposition de la lumière

Propagation et vitesse de la lumière

Qu’est-ce que la lumière ?

• La lumière correspond à un déplacement d’énergie sans transport de matière. C’est une onde électromagnétique périodique faisant partie du spectre électromagnétique.
• La longueur d’onde $\lambda$ caractérise la couleur de la lumière, dans le vide ou dans l’air, elle est généralement exprimée en nanomètre $(\text{nm})$.

Comment se propage la lumière ? Et à quelle vitesse ?

• Dans le vide et dans tout milieu homogène et transparent, la lumière se propage de façon rectiligne, c’est-à-dire en ligne droite de la source au récepteur.
• La vitesse de propagation de la lumière dépend du milieu de propagation.
• La vitesse de la lumière, dans le vide et dans l’air est de $c=3,00 \times 10^8\, \text{m}\cdot\text{s}^{-1}$.

Lumière blanche et lumière colorée

• La lumière blanche regroupe l’ensemble des rayonnements du spectre visible.
• Une lumière polychromatique est constituée d’un rayonnement de différentes longueurs d’onde.
• Une lumière monochromatique est constituée d’un seul rayonnement avec une longueur d’onde unique.

Qu’est-ce qu’un spectre d’émission ?

• Un spectre d’émission décompose la lumière en fonction de la longueur d’onde.

Spectre continu émis par un corps chaud

• Un spectre continu est constitué de l’ensemble des rayonnements du spectre visible.
• Le spectre d’émission de la lumière du Soleil est un spectre continu.
• Tout corps ayant une haute température émettra de la lumière, et nous observerons un spectre continu proche de celui de la lumière blanche.
• La lumière émise par un corps chaud donne une information sur sa température.

Spectre de raies

• Un spectre de raies est constitué de plusieurs raies discontinues, seuls certains rayonnement sont émis.
• Lorsque nous excitons un gaz à basse pression à l’aide de décharges électriques à basse pression, celui-ci émet une lumière dont le spectre est discontinu.
• Les spectres d’émissions permettent de reconnaître un gaz et donc d’apporter des informations sur sa composition.
• Le spectre d’émission d’une lumière ne comportant qu’une seule raie est dit monochromatique.