if (typeof__ez_fad_position!= ‘undefined’) {__ez_fad_position(‘div-gpt-ad-lambdageeks_com-box-3-0’) }; Qu’est-ce que l’énergie lumineuse? / Interactions de la lumière / Ses utilisations importantes

Qu’est-ce que l’énergie lumineuse ?

Définition de l’énergie lumineuse:

La lumière est la seule forme d’énergie visible à l’œil humain. L’énergie lumineuse peut être définie de deux manières:

La lumière est composée de paquets d’énergie sans masse appelés photons. Les photons sont des paquets d’énergie qui transportent une quantité fixe d’énergie lumineuse en fonction de la longueur d’onde.

L’énergie lumineuse fait référence à la gamme d’énergie électromagnétique constituée de rayons gamma, de rayons X, de lumières visibles, etc.
La gamme visible du spectre électromagnétique est généralement connue sous le nom de lumière.

La nature de la lumière:

Au 17ème siècle, il y avait deux idées concernant la nature de la lumière.

Nature des particules de la lumière

Isaac Newton croyait que la lumière était faite de minuscules particules discrètes appelées corpuscules. Selon lui, ces minuscules particules étaient émises par des objets chauds tels que le soleil ou le feu et voyageaient en ligne droite avec une vitesse finie et possédaient une impulsion. Cela est devenu connu sous le nom de Théorie corpusculaire de la lumière de Newton.

Nature ondulatoire de la lumière

Christiaan Huygens a prétendu réfuter la théorie corpusculaire de Newton en proposant la théorie ondulatoire de la lumière. Selon lui, la lumière était composée d’ondes vibrantes de haut en bas perpendiculairement à sa direction de propagation. Ce principe est connu sous le nom de “principe de Huygens”
Au début du 19ème siècle, un physicien anglais Thomas Young a mené une expérience qui montrait la lumière provenant d’une source ponctuelle après avoir traversé deux fentes formant un motif d’interférence sur un écran placé à une distance appropriée. Cela est devenu connu sous le nom d’expérience à double fente de Young, qui préconisait la nature ondulatoire de la lumière soutenant le principe de Huygens.

James Clerk Maxwell a jeté les bases de l’électromagnétisme moderne qui décrivait la lumière comme une onde transversale composée de champs magnétiques et électriques oscillants à 90 ° les uns des autres. La formulation de la lumière sous forme d’ondes transversales contredisait Huygens, qui croyait que l’onde lumineuse était longitudinale.

Albert Einstein a relancé la théorie des particules en apportant le concept de photons. L’expérience d’Einstein, connue sous le nom d’effet photoélectrique, a montré que la lumière comprend des faisceaux discrets ou quanta d’énergie lumineuse, appelés photons

Le phénomène d’interférence et de diffraction ne pouvait être expliqué qu’en considérant la lumière comme une onde. En comparaison, l’explication de l’effet photoélectrique n’était possible que par la nature des particules de la lumière.
Cet énorme dilemme concernant la nature de la lumière a été résolu avec les fondements de la mécanique quantique qui a établi la dualité onde-particule sur la nature de la lumière et de la matière

Interactions de la lumière:

Les ondes lumineuses interagissent avec la matière de différentes manières:

Réflexion de la lumière

Absorption de la lumière

Lorsqu’un matériau absorbe l’énergie d’une onde lumineuse qui lui tombe dessus, le processus est appelé absorption. Par exemple, les plastiques brillants dans l’obscurité, qui absorbent la lumière et réémettent sous forme de phosphorescence.

Transmission

Lorsqu’une onde lumineuse voyage / traverse un matériau, le processus est appelé transmission. Par exemple, la lumière passant à travers une fenêtre en verre.

Interférence

L’interférence fait référence au phénomène dans lequel deux ondes lumineuses se superposent pour produire une onde résultante qui peut avoir une amplitude inférieure, supérieure ou égale. Des interférences constructives et destructives se produisent lorsque les ondes en interaction sont cohérentes les unes avec les autres, soit parce qu’elles partagent la même source, soit parce qu’elles ont la même fréquence ou une fréquence comparable.

Réfraction

La réfraction est un comportement important démontré par les ondes lumineuses. La réfraction a lieu lorsque les ondes lumineuses dévient de leur trajectoire d’origine lorsqu’elles entrent dans un nouveau milieu. La lumière présente des vitesses différentes dans différents matériaux de transmission. Le changement de vitesse et de degré de déviation dépend de l’angle de la lumière entrante.

Diffraction

La diffraction est définie comme la flexion des ondes lumineuses autour des coins d’une ouverture dans sa région d’ombre géométrique. L’obstacle diffractant ou ouverture devient une source secondaire de l’onde lumineuse se propageant. L’un des exemples les plus courants de diffraction est la formation de motifs d’arc-en-ciel sur un CD ou un DVD. Les pistes rapprochées d’un DVD ou d’un CD servent de réseaux de diffraction, formant des motifs lorsque la lumière tombe dessus.

Dispersion

La dispersion de la lumière se réfère au phénomène de division de la lumière blanche en son spectre de couleurs constitutif (.VIBGYOR) lorsqu’il est passé à travers un prisme de verre ou des objets similaires. Par exemple, la formation d’arc-en-ciel due à la diffraction de la lumière du soleil par des gouttes de pluie ressemblant à des prismes.

Types de lumière

• La lumière dans son ensemble fait référence au rayonnement électromagnétique de toutes les longueurs d’onde.
• Le rayonnement électromagnétique peut être classé en termes de longueurs d’onde comme
• Onde radio ~
• Micro-ondes ~
• Onde infrarouge ~
• La région visible (que nous percevons comme la lumière) ~
• Ondes ultraviolettes ~
• Rayons X ~
• Rayons gamma ~
• Le fonctionnement des rayonnements électromagnétiques est basé sur sa longueur d’onde.

Fréquence et longueur d’onde de la Lumière

Fréquence de la lumière

Ondes radio :

L’onde radio est une onde électromagnétique ayant une fréquence comprise entre 20 kHz et environ 300 GHz et sont connues pour leur utilisation dans les technologies de communication, telles que les téléphones mobiles, la télévision et la radio. Ces appareils acceptent les ondes radio et les transforment en vibrations mécaniques pour produire des ondes sonores.

Micro-ondes :

La micro-onde est un rayonnement électromagnétique ayant une fréquence comprise entre 300 MHz et 300 GHz. Les micro-ondes ont une variété d’applications, y compris le radar, la communication et la cuisine.

Ondes infrarouges :

L’onde infrarouge est un rayonnement électromagnétique ayant une fréquence comprise entre 300 GHz et 400 THz.
Les ondes infrarouges trouvent leur application dans les télécommandes de chauffage d’aliments et de télévision, les câbles à fibres optiques, les caméras thermiques, etc.

Lumière visible :

La lumière visible est un rayonnement électromagnétique ayant une fréquence comprise entre 4 × 1014 et 8 × 1014 hertz (Hz). La raison pour laquelle l’œil humain ne voit qu’une gamme spécifique de fréquences de lumière est que ces certaines fréquences stimulent la rétine de l’œil humain.

Rayons ultraviolets :

La lumière ultraviolette est un rayonnement électromagnétique ayant une fréquence comprise entre 8 × 1014 et 3 × 1016 hertz (Hz). Le rayonnement ultraviolet est utilisé pour éliminer les microbes, stériliser le matériel médical, traiter les problèmes de peau, etc.

Rayons X :

Les rayons X sont des radiations électromagnétiques ayant des fréquences comprises entre 3×1019 et 3×1016 Hz. Les rayons X sont utilisés pour annuler les cellules cancéreuses, dans les machines à rayons X, etc.

Rayons gamma:

Les rayons gamma sont des rayonnements électromagnétiques ayant des fréquences supérieures à 1019 hertz (Hz). Les rayons gamma sont utilisés pour éliminer les microbes, stériliser le matériel médical et les aliments.

Des exemples d’énergie lumineuse

Les sources lumineuses peuvent être classées en deux types de base: la luminescence et l’Incandescence.

Incandescence :

L’incandescence englobe la vibration de tous les atomes présents. Lorsque les atomes sont chauffés à une température optimale très élevée, les vibrations thermiques résultantes sont libérées sous forme de radiations électromagnétiques. La lumière incandescente ou “rayonnement du corps noir” est créée lorsque la lumière provient d’un solide chauffé. En fonction de la température du matériau, les photons libérés diffèrent par leurs couleurs et leurs énergies. À basse température, les matériaux produisent des rayonnements infrarouges.

Dans le rayonnement du corps noir, avec une augmentation de la température, le pic se déplace vers des longueurs d’onde plus courtes, en se déplaçant vers la gamme ultraviolette du spectre, il génère une couleur rouge puis blanche, et enfin une couleur blanc bleuté.
La lumière incandescente est la lumière la plus couramment utilisée. Il se compose du soleil, des ampoules et du feu.
Les feux embrouillent des réactions chimiques qui libèrent de la chaleur, provoquant des matériaux qui touchent des températures élevées et conduisent finalement les gaz et les matériaux à l’incandescence. D’autre part, les ampoules produisent de la chaleur due au passage du courant électrique à travers un câble. Les ampoules à incandescence émettent environ 90% de leur énergie sous forme de rayonnements infrarouges et le reste sous forme de lumière visible.

Luminescence

La luminescence n’implique que des électrons et se produit généralement à des températures plus basses, par rapport à la lumière incandescente.
La lumière luminescente se forme lorsqu’un électron émet une partie de son énergie sous forme de rayonnement électromagnétique. Lorsqu’un électron descend à un niveau d’énergie inférieur, une certaine quantité d’énergie lumineuse est libérée sous la forme de lumières d’une couleur spécifique. Généralement, pour maintenir une luminescence continue, les électrons ont besoin d’une poussée constante pour atteindre des niveaux d’énergie plus élevés afin que le processus se poursuive.
Par exemple, les néons produisent de la lumière par électroluminescence, ce qui implique une haute tension {push}, qui excite les particules de gaz et entraîne éventuellement une émission de lumière.

Comment la lumière voyage-t-elle ?

La lumière se déplace pratiquement sous forme d’onde. Bien que selon l’optique géométrique, la lumière soit modélisée pour voyager en rayons. La transmission de la lumière d’une source à un point peut se faire de trois manières:

• Il peut voyager directement dans le vide ou dans un espace vide. Par exemple, la lumière voyageant du Soleil vers la Terre.
• Il peut voyager à travers divers médiums, comme l’air, le verre, etc.
• Il peut voyager après avoir été réfléchi, par exemple par un miroir ou un lac immobile.

Énergie lumineuse vs Énergie électronique

Énergie électronique	Énergie lumineuse
• Les électrons ont une énergie de masse au repos, c’est-à-dire l’énergie correspondant à sa masse au repos. L’énergie de repos d’un électron peut être calculée en utilisant l’équation d’Einstein E = MC2.

Utilisations de l’énergie lumineuse.

La lumière a ses applications dans tous les aspects de la vie. Sans l’énergie lumineuse, il nous aurait été impossible de survivre.
Voici quelques applications essentielles de l’énergie lumineuse dans notre vie:

• La lumière permet la vision. Une gamme spécifique de longueurs d’onde de la lumière fournit la quantité parfaite d’énergie nécessaire pour stimuler les réactions chimiques dans notre rétine pour soutenir la vision.
• L’énergie lumineuse permet aux plantes de produire de la nourriture par le processus de photosynthèse.
• L’énergie lumineuse est utilisée comme source d’énergie dans les technologies satellitaires et spatiales.
• L’énergie solaire est utilisée pour diverses activités domestiques et industrielles.
• L’énergie lumineuse (rayonnement électromagnétique) est utilisée dans l’industrie des télécommunications.
• L’énergie lumineuse est également utilisée pour de multiples traitements médicaux.

Pour en savoir plus sur les télescopes, visitez https://lambdageeks.com/newtonian-telescope/

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