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LUMIÈRE

2.  Optique ondulatoire

Les physiciens du xviie siècle ont posé les jalons d'un débat qui se poursuivra jusqu'au début du xixe siècle : la lumière est-elle une substance ou un mouvement spécifique ? La propagation rectiligne de la lumière semble s'expliquer plus intuitivement si on lui confère une nature corpusculaire, comme le pensait Newton dont les travaux sur l'optique commencent en 1666. À l'inverse, en 1678, le physicien hollandais Christian Huygens émit l'idée que la lumière pourrait être une vibration se propageant dans l'éther, un milieu matériel fluide très ténu remplissant tout l'Univers (Einstein en réfutera l'existence au début du xxe siècle). D'une manière générale, une onde est une perturbation qui se propage et transporte de l'énergie, provoquant localement un changement passager de certaines propriétés du milieu. La périodicité spatiale d'une onde est caractérisée par sa longueur d'onde λ. Ainsi, le son est une onde (la pression de l'air varie à son passage). On peut cependant noter une importante différence : contrairement à la lumière, le son ne se propage pas dans le vide. De plus, le son se propage plus vite dans l'eau que dans l'air –  c'est l'inverse pour la lumière –, la vitesse du son augmentant avec la rigidité du milieu.

  Les interférences lumineuses

Une des expériences clés de l'optique ondulatoire est l'expérience des fentes d'Young. Ce médecin anglais montra en 1804 que la superposition de deux lumières pouvait engendrer... de l'obscurité ! En éclairant avec une même source deux fentes disposées sur un cache, il observa sur un écran placé en aval une alternance de franges claires et sombres (fig. 2a). Ce phénomène d'interférences s'explique facilement dans le cadre d'une théorie ondulatoire de la lumière. Les ondes lumineuses issues de chacune des deux fentes se superposent sur l'écran : l'addition de deux maxima donne un renforcement de l'intensité lumineuse alors que la coïncidence en un point d'un minimum de l'une et d'un maximum de l'autre […]

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Pour citer cet article

Séverine MARTRENCHARD-BARRA, « LUMIÈRE  », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le  . URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/lumiere/

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A DYNAMICAL THEORY OF THE ELECTROMAGNETIC FIELD (J. C. Maxwell)
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Dans le chapitre "Excitation photochimique des chlorophylles et photosynthèse"
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CROISSANCE, biologie
Dans le chapitre "Rythmes"
DÉCOUVERTE DES IMAGES GRAVITATIONNELLES
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Dans le chapitre "Équilibre gravitationnel et relaxation de l'énergie dans les étoiles"
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