Lumière visible - Définition et Explications

La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du spectre électromagnétique qui est visible pour l'œil humain.

Le domaine visible du spectre électromagnétique
Le domaine visible du spectre électromagnétique

Il n'y a aucune limite exacte au spectre visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du spectre...): l'œil humain adapté à la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) possède généralement une sensibilité maximale à la lumière de longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus...) d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible...) d'environ 550 nm, ce qui correspond à une couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes...) jaune-verte. Généralement, on considère que la réponse de l'œil couvre les longueurs d'ondes de 380 nm à 780 nm bien qu'une gamme de 400 nm à 700 nm soit plus commune. Ces extrêmes correspondent respectivement aux couleurs violet (Le violet est une couleur, composée d'un mélange de bleu (environ 50% de luminosité) et de rouge...) et rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait...) Cependant, l'œil peut avoir une certaine réponse visuelle dans des gammes de longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation...) encore plus larges.

Les longueurs d'onde dans la gamme visible pour l'œil occupent la majeure partie de la fenêtre optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement...), une gamme des longueurs d'onde qui sont facilement transmises par l'atmosphère de la Terre (L'atmosphère terrestre est l'enveloppe gazeuse entourant la Terre solide. L'atmosphère sèche est...).

L'ultraviolet (Le rayonnement ultraviolet (UV) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur...) (UV) et l'infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde...) (IR) sont souvent considérés comme "lumière" mais ne sont pas visible par les humains; bien que de même nature que la lumière visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du spectre...) (comme la lumière visible, l'ultraviolet et l'infrarouge sont des ondes électromagnétiques)

Utilisation historique du terme

Deux des plus anciennes explications du spectre optique furent faites par Isaac Newton (Isaac Newton (4 janvier 1643 G – 31 mars 1727 G, ou 25 décembre...), quand il écrit sont livre Opticks, et par Goethe, dans sa Théorie des couleurs.

Newton a utilisé pour la première fois le terme spectre (du latin " apparence " ou " apparition ") dans un texte imprimé en 1671 en décrivant ses expériences en optique. Newton avait observé que, quand un petit rayon de lumière blanche du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...) touche la face d'un prisme en verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile...) à un certain angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts...), une partie du rayon est déviée et une autre traverse (Une traverse est un élément fondamental de la voie ferrée. C'est une pièce posée en travers de...) le prisme en en ressortant sous forme de bandes colorées. Newton fit l'hypothèse que la lumière était faite de "corpuscules" (particules) de différentes couleurs, et que chaque couleur de lumière avait sa propre vitesse (On distingue :) en milieu transparent, avec la couleur rouge la plus rapide et la violette la plus lente (La Lente est une rivière de la Toscane.). Le résultat était que la lumière rouge était moins déviée (réfractée) que la violette en passant au travers du prisme, ceci créant un spectre de couleurs.

Newton divisa le spectre en sept couleurs nommées : rouge, orange, jaune (Il existe (au minimum) cinq définitions du jaune qui désignent à peu près la même...), vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde...), bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs...), indigo (L'indigo (du latin indicum : de l'Inde) est une nuance de bleu foncé.) et violet ou ROJVBIV. Il choisit sept couleurs à cause d'une croyance venant des anciens philosophes grecs, qu'il y avait un lien entre les couleurs, les notes de musique, les objets connus du système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le...) et les jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) de la semaine. L'œil humain est relativement insensible aux fréquences de l'indigo, et certaines personnes ayant une bonne vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et...) ne peuvent distinguer la différence entre l'indigo et le bleu ou le violet. Pour cette raison, certains critiques dont Isaac Asimov (Isaac Asimov, né vers le 2 janvier 1920 à Petrovitchi en Russie et mort le...) ont suggéré que l'indigo ne devait pas être regardé comme une couleur mais simplement comme une ombre (Une ombre est une zone sombre créée par l'interposition d'un objet opaque (ou seulement...) du bleu ou du violet.

Johann Wolfgang von Goethe (Johann Wolfgang von Goethe, né le 28 août 1749 à Francfort et mort le...) affirma que le spectre continu était un phénomène composé. Alors que Newton réduit le rayon lumineux pour isoler le phénomène, Goethe observa qu'avec une plus grande ouverture, il n'y avait pas de spectre. À la place, il y avait des bords jaune-rouge et bleu-cyan avec du blanc (Le blanc est la couleur d'un corps chauffé à environ 5 000 °C (voir...) entre eux, et le spectre n'apparait que lorsque ces bords sont suffisamment proches pour s'échanger.

Il est de nos jours généralement accepté que la lumière est composée de photons (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction...) (qui partagent certaines propriétés d'une onde et certaines de celles des particules[1] dans le vide). La vitesse de la lumière (La vitesse de la lumière dans le vide, notée c (pour...) au travers d'un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) est plus basse que la vitesse de la lumière dans le vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.), et le rapport des vitesses est connu sous le nom d'indice de réfraction (L'indice de réfraction d'un milieu à une longueur d'onde donnée mesure le facteur de...) du matériau. Dans certaines matières, connues sous le nom de non dispersives, la vitesse à différentes fréquences (correspondant à différentes couleurs) ne varie pas, et donc l'indice de réfraction (La réfraction, en physique des ondes — notamment en optique, acoustique et sismologie...) est constant. Cependant, dans d'autres matières (dites dispersives), l'indice de réfraction (et donc la vitesse) dépend de la fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un...) selon une relation de dispersion (La dispersion, en mécanique ondulatoire, est le phénomène affectant une onde dans un...). Le verre est l'une de ces matières, ce qui permet aux prismes en verre de créer un spectre optique depuis la lumière blanche.

Spectroscopie

L'étude scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...) des objets basée sur la lumière qu'ils émettent est nommée spectroscopie. Un application très importante de la spectroscopie est l'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer...), où la spectroscopie est essentiel à l'analyse d'objets distants. En particulier, la spectroscopie astronomique utilise des outils à fort taux de diffraction (La diffraction est le comportement des ondes lorsqu'elles rencontrent un obstacle qui ne leur est...) pour observer le spectre à de très hautes résolutions spectrales. L'hélium (L'hélium est un gaz noble ou gaz rare, pratiquement inerte. De numéro atomique 2, il...) fut le premier détecté au cours d'une analyse du spectre du Soleil; d'autres éléments chimiques peuvent être détectés dans des corps astronomiques par des lignes d'émission et d'absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise...), la position des lignes du spectre peuvent être utilisées pour détecter des propriétés de corps distants ou allant vite. Les premières exoplanètes ont été découvertes en analysant la poussière des étoiles à une si grande résolution que les variations de leur vélocité (VéloCité est un service de prêt gratuit mis en place par la ville d'Angers qui fournit aux...) radiale petite de quelques mètres par secondes purent être détectées : la présence de planètes fut révélée par leur influence gravitationnelle sur les étoiles analysées, ainsi que par les trajectoires.

Couleurs du spectre

Bien qu'il soit continu et qu'il n’y ait pas de frontière (Une frontière est une ligne imaginaire séparant deux territoires, en particulier deux...) claire entre une couleur et la suivante, la table suivante donne les limites approchées des couleurs du spectre :

Violet 380–450 nm

Bleu 450–495 nm

Vert 495–570 nm

Jaune 570–590 nm

Orange 590–620 nm

Rouge 620–750 nm

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