Que Savez-Vous sur la Lumière ? |
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La Lumière |
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La Lumière en 4 Points |
LA RECHERCHE HS N°14 > Juillet-Août > 2015 |
Par quel Phénomène un Prisme Sépare-t-il les Couleurs de la Lumière ? |
C'est une conséquence de la réfraction.
Cette manifestation dépend de la fréquence des ondes lumineuses. Plus celle-ci est élevée, c'est-à-dire allant vers le bleu, plus la vitesse de propagation dans un milieu transparent, un prisme de verre par exemple, est faible. Plus la fréquence des ondes est basse, c'est-à-dire vers le rouge, et plus la vitesse dans le prisme est élevée. La réfraction, autrement dit la déviation des ondes lumineuses, est d'autant plus marquée que la vitesse est freinée. Donc, les couleurs les plus ralenties comme le bleu seront plus déviées que les couleurs moins freinées comme le rouge. La lumière blanche du soleil étant constituée d'une multitude de fréquences lumineuses, chacune d'entre elles a son propre trajet et sa propre déviation, d'où la séparation des couleurs comme dans l'arc-en-ciel.
P.M. - ÇA M'INTÉRESSE > Décembre > 2009 |
Testez vos Connaissances sur la Lumière |
Le 21 juin sera le jour le plus long de l'année, celui durant lequel nous recevrons le plus de lumière... Une véritable séance de luminothérapie naturelle, qu'un organe merveilleux nous permettra d'apprécier pleinement : l'œil. Savez-vous comment la lumière se fait perception par ces deux fenêtres sur le monde dont nous a doté l'évolution ? Savez-vous que la relation entre la lumière et le vivant s'est nouée très tôt dans l'histoire de la Terre ?
Notre test pointe quelques particularités de la physiologie de la perception lumineuse humaine, animale et bactérienne. Mais il plonge aussi dans les mystères du phénomène lumineux, qui fascine les hommes depuis l'Antiquité. Sur une petite île au sud de la Sicile, en 492 avant J-C., le médecin grec Empédocle fut l'un des premiers savants à pressentir l'existence de particules véhiculant la lumière, ce qu'on appellera bien plus tard "photons", et à affirmer que la lumière possède une vitesse. De fameuses intuitions, si on compare cette idée à celle soutenue auparavant par Pythagore, pour qui la vision provenait de rayons qu'émettent les yeux...
Vingt-cinq siècles plus tard, notre connaissance des phénomènes lumineux s'est incroyablement enrichie : microscopes et télescopes nous permettent d'obtenir des images de l'infiniment petit et de l'infiniment grand, nous utilisons les lasers couramment, transportons des informations via des fibres optiques... Et vous, que savez-vous de la nature double de la lumière et des phénomènes comme l'arc-en-ciel ? Un test pour éclairer les zones d'ombre... de la lumière.
1/ Les Fondamentaux : Qu'est-ce que la lumière ? Connaître sa nature exacte a nécessité des siècles de discussions entre chercheurs.
1/ La lumière visible est définie de la façon suivante : "Excitation électromagnétique qui émet des ondes de longueur comprise entre 400 et 700 nanomètres". Les ondes courtes émettent dans le rouge et les ondes longues dans le bleu. Laquelle de ces excitations électromagnétiques n'est pas de la lumière visible ?
A) les infrarouges - B) les ultraviolets - C) les deux.
2/ Quelle particule émet de la lumière ?
A) le photon - B) l'électron - C) l'atome.
3/ Imaginez un faisceau laser qui émet dans le rouge (400 nm) et pointe sur une feuille blanche. Vous positionnez un miroir semi-transparent entre le faisceau et la feuille. Que se passe-t-il ?
A) le faisceau traverse le miroir et pointe sur la feuille - B) le faisceau est dévié et ne pointe plus sur la feuille - C) les deux.
4/ Imaginez maintenant la même situation avec un seul photon de ce faisceau laser rouge. Vous positionnez le miroir semi-transparent, que se passe-t-il ?
A) le photon traverse le miroir et pointe sur la feuille - B) le photon est dévié et ne pointe plus sur la feuille - C) on ne peut le prédire.
5/ La lumière peut-elle exercer un effet physique sur la matière ?
A) oui - B) non.
2/ La Perception Humaine de la Lumière : L'image que nous percevons des objets qui nous entourent, qu'ils soient éclairés ou eux-mêmes sources de lumière, fait l'objet d'un traitement qui passe en premier lieu par l'œil. Comment la lumière est-elle traitée par notre organe de la vision ?
1/ Quelle partie de notre œil permet de régler la quantité de lumière qui arrive sur la rétine ?
A) le cristallin - B) l'iris - C) la cornée.
2/ Notre œil possède des cellules photosensibles en proportions très différentes. Lesquelles sont chargées de la perception "nocturne", lorsqu'il y a très peu de lumière ?
A) les cônes (5 % de ces cellules) - B) les bâtonnets (95 % d'entre elles) - C) les deux.
3/ Lorsqu'on parle d'un cycle d'alternance entre le jour et la nuit (entre période de forte et de faible luminosité), on emploie l'adjectif :
A) circadien - B) nycthéméral - C) ultradien.
4/ La persistance rétinienne fait que nos yeux ne peuvent enregistrer des images qui se succèdent toutes les :
A) 16è de seconde ? - B) 24è de seconde ? - C) 100è de seconde ?
3/ La Lumière chez les Animaux : La lumière joue un rôle important chez tous les êtres vivants. Indispensable à la vie sur notre planète, elle est traitée différemment suivant les espèces. Quelques exemples intéressants...
1/ Les cyanobactéries sont des algues bleues apparues il y a environ 3,8 milliards d'années. Elles utilisent la lumière afin de :
A) fixer du dioxyde de carbone - B) libérer du dioxyde de carbone - C) fixer du dioxygène.
2/ La bioluminescence est présente chez de nombreux insectes et animaux. Elle se caractérise par la transformation d'une énergie chimique en énergie lumineuse. Mais à quoi sert-elle ?
A) attirer les partenaires - B) repousser les prédateurs - C) les deux.
3/ Les chats arrivent à voir dans le noir. Quelle est l'origine de cette faculté :
A) ils possèdent des miroirs au fond des yeux qui concentrent la lumière
B) des phénomènes de bioluminescence ont lieu au sein de leur rétine
C) leur cornée filtre les rayons les plus lumineux.
4/ Plus un objet est proche, plus la distance nécessaire entre le cristallin et la rétine doit être grande pour que l'image soit nette. Certains animaux ont un œil aplati. Sachant cela, les rayons lumineux qui parviennent sur la rétine font que :
A) ces animaux voient les objets plus grands qu'ils ne le sont réellement
B) ils peuvent voir aussi bien les objets proches que lointains
C) toutes les images sont déformées.
4/ Les Phénomènes Lumineux Naturels : Couchers de Soleil, éclipses, fluorescence, voûte céleste, aurores boréales... La lumière est l'un des éléments clés des grands spectacles que nous offre la nature. Mais d'où viennent tous ces phénomènes lumineux ? Petit test pour comprendre les "coulisses" de la lumière.
1/ Pourquoi lors d'un coucher de soleil, notre étoile nous apparaît souvent en orangé ?
A) la Terre est plus éloignée du Soleil le soir que la journée
B) l'épaisseur de l'atmosphère terrestre que les rayons doivent traverser est plus importante le soir qu'en journée
C) la réflexion des rayons du Soleil sur la Terre le soir ne renvoie que des longueurs d'ondes qui appartiennent à l'orangé.
2/ Imaginez une Lune plus proche de la Terre qu'elle ne l'est aujourd'hui. Dans ce cas, lors d'une éclipse totale de Soleil, l'ombre de la Lune sur la Terre serait :
A) plus grande - B) plus petite - C) identique.
3/ Lorsqu'on observe le ciel nocturne, les planètes, les étoiles, les galaxies - ce que l'on nomme matière visible - représente :
A) 90 % de la masse de l'Univers - B) 30 % de la masse de l'Univers - C) 10% de la masse de l'Univers.
4/ Les lampes à incandescence sont en passe d'être remplacées par des ampoules basse consommation, qui utilisent le principe de :
A) fluorescence - B) phosphorescence - C) ni l'un ni l'autre
5/ La Manipulation de la Lumière : Connaître les grandes règles qui régissent l'optique permet par la suite de "jouer" avec les ondes lumineuses.
1/ Le terme de "laser" désigne littéralement "l'amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement". Le résultat de l'effet laser est-il l'obtention d'un faisceau lumineux :
A) convergent - B) divergent - C) parfaitement parallèle.
2/ Pour guider la lumière sur des longs trajets et très rapidement, les fibres optiques utilisent une propriété bien particulière de la lumière. Laquelle ?
A) la réfraction - B) la réflexion - C) la diffraction.
3/ La détection de la lumière se fait exactement de la même façon que son émission. Cela signifie :
A) qu'un photon va être détecté - B) qu'un électron va être détecté - C) qu'un atome va être détecté.
4/ L'unité qui désigne la quantité de lumière reçue par unité de surface est :
A) le lumen - B) le lux - C) le candela.
5/ Des chercheurs travaillent aujourd'hui sur la déviation des ondes électromagnétiques. Si l'on arrive à faire en sorte que la lumière visible contourne un objet sans interagir avec lui, cet objet sera perçu :
A) déformé d'autant plus que le contournement est grand - B) invisible - C) noir.
J.B. - SCIENCE & VIE > Juin > 2008 |