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Sommaire Ondes et
Lumière |
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Ondes et lumières
· Généralités Une source de lumière se comporte comme quand on jette un caillou dans l'eau. Des ondes sont créées, pas uniquement sur un plan mais dans toutes les directions. Ces ondes sont composées de photons. Ceux-ci se déplacent à la vitesse de la lumière (300 000 km/s). L'énergie des photons est proportionnelle à la fréquence de l'onde. La fréquence correspond au nombre de crêtes de l'onde qui nous parvient en une seconde. La longueur d'onde est la distance qui sépare 2 crêtes. Quand la fréquence augmente, la longueur d'onde diminue.
La longueur d'onde de l'ordre du kilomètre, correspond au domaine des ondes radio (y compris celles qui nous permettent d'écouter FranceInter), on y trouve aussi les microondes, celles du four du même nom (du mètre au millimètre). A partir du millimètre on entre dans le domaine des infrarouges qui s'étend jusqu'au micron environ. Ensuite vient la lumière visible qui se place entre 7 dixième et 4 dixième de micron. Pour des longueurs d'ondes plus courtes on trouvera les ultraviolets puis les rayons X et enfin les rayons gamma (qui composent les rayons cosmiques).
La fréquence passe de 106 Hz dans le
domaine Radio à 1022 Hz pour les rayons
gamma. À partir des ultraviolets (1017 Hz
et plus) les ondes jouent un rôle en biologie. La
conséquence la plus importante étant
l'altération du matériel
génétique. La vitesse d'écoulement du temps, la longueur et la masse de l'objet sont des facteurs qui varient tous avec la vitesse de la lumière, selon des formules qui incluent le rapport de la vitesse de l'objet à celle de la lumière. Si ce rapport tend vers 0 (vitesses proches) la vitesse
d'écoulement du temps et la longueur d'ondes vont
également tendre vers 0 tandis que la masse de
l'objet va tendre vers l'infini (l'énergie pouvant
être transformé en masse E="mc Il ne faut pas oublier que la lumière se
déplace à une certaine vitesse et donc qu'elle
met un certain temps à parvenir jusqu'à nous.
Les distances, dans l'univers, étant
considérables on reçoit des rayons lumineux
émis il y a plusieurs milliards d'années !
Ainsi la lumière du soleil met 8 minutes pour
parvenir jusqu'à nous, et le clair de lune nous
atteint au bout d'une seconde Avec la technique de mise en évidence du décalage vers le rouge (Effet Doppler-fizeau ou Redshift), on peut voir que certaines étoiles se rapprochent de notre système solaire (étoile de Barnard , Alpha du centaure..) d'autres s'en s'éloignent. Les raies spectrales d'une étoile qui s'éloigne nous apparaissent décalées vers le rouge. Elles seront décalées vers le bleu si l'étoile s'approche. C'est un peu comme quand une voiture bruyante arrive de loin et vous dépasse rapidement : le son passe de l'aigu au grave. · Le diagramme HR Un corps, chauffé à une température déterminée, émet un rayonnement spécifique. Les étoiles jaunes, à leur surface, ont une lumière dite de 6000°; les étoiles bleues, par contre, ont une lumière dite de 15 000 à 16 000 000°, c'est un intense rayonnement gamma. Le rayonnement à 3°k, ou rayonnement fossile, est celui qui se répand dans une enceinte refroidie à cette température. On le retrouve partout dans l'univers. Le diagramme HR (de Hertzprung-Russel) permet de classer les étoiles en fonction de leur température de surface (ou de leur couleur) et de leur luminosité (quantité totale d'énergie émise). C'est un outil indispensable pour décrire les propriétés et l'évolution d'une étoile.
Les couleurs représentées ici sont uniquement indicatives et ne reflètent pas la réalité.
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