Quelles sont les propriétés de la lumière?
Le terme "lumière" peut être utilisé pour désigner la lumière visible, qui est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde pouvant être perçue par les yeux humains, ou plus généralement un rayonnement électromagnétique de n'importe quelle longueur d'onde. Tous les rayonnements électromagnétiques partagent de nombreuses propriétés différentes de la lumière, notamment sa vitesse dans le vide, sa capacité de réflexion et son comportement ondulatoire dans la plupart des situations. Différentes propriétés de la lumière peuvent être présentées par différentes vagues de lumière. Ces propriétés variables de la lumière comprennent la longueur d'onde, la fréquence, l'intensité et la polarisation. Les propriétés mécaniques quantiques de la lumière présentent un intérêt particulier en physique et en chimie et sont basées sur le fait que la lumière se comporte à la fois comme une onde et comme une particule.
Une variété de propriétés différentes de la lumière peut être utilisée pour décrire et classer toute onde de rayonnement électromagnétique donnée. La longueur d'onde de la lumière décrit la distance entre deux pics de l'onde ou la distance entre des sections répétées de l'onde. La fréquence décrit le nombre de répétitions qui se produisent sur une période donnée. D'autres propriétés de la lumière, telles que l'intensité et la polarisation, peuvent également être utilisées pour classifier des ondes lumineuses spécifiques.
La lumière traverse un vide à une vitesse de 186 000 mètres / seconde (environ 299 792 458 mètres par seconde). Cette vitesse est connue sous le nom de "vitesse de la lumière" et est extrêmement importante en physique pour diverses raisons, notamment sa place dans la théorie de la relativité restreinte d'Einstein. La théorie stipule que "la vitesse de la lumière dans le vide est la même pour tous les observateurs, quel que soit leur mouvement ou celui de la source de lumière". Ainsi, la lumière émise par une source lumineuse se déplaçant presque à la vitesse de la lumière se déplace à la même vitesse que celle émise par une source de lumière immobile. La relativité restreinte conduit à des phénomènes tels que la dilatation du temps, la contraction de la longueur et l’idée que la vitesse maximale est nécessairement finie.
Les propriétés mécaniques quantiques de la lumière sont principalement liées à la dualité onde-particule - le fait que la lumière se comporte, à différentes époques, comme une onde et comme une particule. Des expériences ont démontré des propriétés de la lumière semblables à des ondes, telles que les interférences, la polarisation et la diffraction. Une expérience démontrant «l'effet photoélectrique» a toutefois démontré que la lumière présentait également des propriétés semblables à celles des particules que rien ne pouvait démontrer. La "particule" de lumière de base est connue sous le nom de "photon", défini comme un quantum unique de lumière, ou la plus petite "quantité" physique de lumière pouvant exister dans une seule unité.