• Notion de Source:

Toute lumière est émise par une source. Cette source est dite primaire si l'objet produit sa propre lumière. Au contraire, un objet qui renvoie ( par reflection ou par diffusion ) la lumière en provenance d'une source primaire est une source secondaire.

FIG 1:

Un bon exemple pour illustrer ces notions de source primaire et secondaire de lumière sont le Soleil et la Lune.

En effet, le Soleil, comme toutes les autres étoiles, est une source primaire de lumière.

La Lune quand à elle, réfléchi et diffuse la lumière en provenance du Soleil. Ainsi, sa lumière peut provenir jusqu'à nos yeux. C'est une source secondaire de lumière.

• Célérité de la lumière et implications sur l'étude de l'univers:

Pendant très longtemps, nous avons cru que la propagation de la lumière était instantannée. Nous savons aujourd'hui que la lumière se déplace à la vitesse faramineuse de 299 792 458 m / s das le vide ( nous retiendrons 300 000 Km/s ). Si la lumière a une vitesse de déplacement finie, celà signifie donc qu'elle met un certain temps pour parcourir une certaine distance.

Par exemple, La Terre se situe à une distance moyenne du Soleil de 150 millions de Km. Il faut donc à la lumière qui part du Soleil:

150 000 000 / 300 000 = 500 secondes,

soit 8 minutes et 20 secondes pour arriver jusqu'à notre planète Terre: Celà signifie qu'une personne sur Terre qui est en train d'observer le Soleil ne le voit pas tel qu'il est actuellement, mais tel qu'il était il y a 8 minutes et 20 secondes! La lumière est une machine à remonter dans le temps: plus l'objet observé est éloigné de l'observateur, et plus on le voit tel qu'il était il y a longtemps. De cette manière, la lumière nous permet d'observer des objets tels qu'ils étaient il y a des milliards d'années: en astronomie, regarder loin, c'est regarder dans le passé.

Nous venons de voir que la lumière possède des sources primaires et secondaires et qu'elle se déplacent à une vitesse finie: ce sont là des propriétés de la lumière, mais nous ne connaissons pas encore la nature physique de celle-ci. C'est ce qui fera l'objet de notre deuxième paragraphe.

Il existe depuis le début du XXeme siècle, deux hypothèses quant à la nature de la lumière:

• Hypothèse 1: la lumière est un phénomène ondulatoire.
• Hypothèse 2: la lumière est constituée de particules:les photons. C'est l'hypothèse corpusculaire.

Mais laquelle est la bonne ? Dans le but de valider une des deux hypothèses, un Physicien nommé Young, met un point la désormais célèbre exprérience qui porte son nom: l'expérience des fentes d'Young. Le résultat de l'expérience ne validera aucune des deux hypothèses: la lumière semble à la fois ce comporter comme une onde et comme des corpuscules. Le modèle (actuel) décrivant le comportement de la lumière prends en compte ces deux comportements: c'est la Dualité Onde-Corpuscule.

Dans ce modèle, la lumière est considérée comme étant une onde électromagnétique, c'est à dire une onde constituée d'une composante magnétique ( B ) et d'une composante électrique (E) Les plans de vibrations des composantes électriques et magnétiques sont orthogonaux:

FIG 2: Voici une figure illustrant parfaitement le modèle ondulatoire de la Lumière. Le champ magnétique est représenté horitonalement, et le champ électrique qui lui est toujours orthogonal se retrouve donc en position verticale.

Comme toute onde, l'onde electromagnétique possède une longueur d'onde notée Lambda, qui correspond à une fréquence donnée:

• Lambda, longueur d'onde, en mètres( m )
• T, période en secondes (s)
• C: célérité de la lumière ( m/s)
• f, fréquence en Herz ( Hz ) = oscillations par secondes.

-Quelques applications utiles découlant directement de ces connaissances fondamentales:

• Le filtre polarisant:

Il est important de noter que sur notre schéma ci-dessus, nous avons représenté la lumière vibrant dans un seul plan. il s'agit donc d'une lumière polarisée. Voici un petit schéma afin de mieux comprendre ( FIG 3):

FIG3: Dans notre exemple, une source de lumière est placée à gauche, et émet vers la droite. Avant le pasage du filtre polarisant, c'est à dire entre la source et le filtre, la lumière vibre das toutes les direction de l'espace. Le filtre ne laisse passer qu'une partie de la lumière: celle qui vibre dans le bon plan. A la sortie du filre, nous avons une lumière ne vibrant plus que dans un plan unique; elle est polarisée.