Qu'est ce que la lumière ? | Kurzgesagt

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La lumière est le lien entre nous et l’univers.

Via la lumière, on peut observer les étoiles lointaines

et retourner au début de l’existence même.

Mais qu’est ce que la lumière ?

En un mot, la lumière est la plus petite quantité d’énergie

qui puisse être transporté, un photon, une particule élémentaire sans taille réelle

qui ne peut être coupée, seulement crée ou détruite.

La lumière possède une dualité onde-corpuscule,

se comportant simultanément comme une particule et une onde

même si cela n’est pas exact.

Aussi, quand nous parlons de “lumière”, nous parlons de lumière visible,

qui représente une infime partie du spectre électromagnétique,

de l’énergie sous forme de radiation électromagnétique.

Les radiations électromagnétiques consistent en

un énorme intervalle de longueurs d’onde et de fréquences.

Les rayons gamma ont les plus petites longueurs d’onde, car ce sont les photons les plus énergétiques.

Mais la plupart des rayons gamma mesure moins de 10 picomètres

ce qui est quant même bien plus petit qu’un atome d’hydrogène.

En comparaison, un atome d’hydrogène par rapport à une pièce d’un centime

est aussi grand qu’un centime par rapport à la Lune.

La lumière visible se situe au milieu du spectre,

dans un rayon allant de 400 nanomètres à 700 nanomètres

environ la taille d’un bactérie.

De l’autre côté du spectre, les ondes radio peuvent atteindre jusqu’à 100 km de diamètre

alors que les plus grandes longueurs d’onde que nous connaissons

peuvent aller de 10 000 km à la valeur déconcertante de 100 000 km-

ce qui est bien plus grand que la Terre !

D’un point de vue physique, toutes ces différentes ondes sont les mêmes-

elles possèdent tous une dualité onde-corpuscule et se propagent à C, la vitesse de la lumière

juste à des fréquences différents.

Dans ce cas qu’est-ce qui rend la lumière visible, si spécial ?

Hé bien… absolument rien.

Il se trouve que nous avons des yeux qui ont évolués de sorte d’être capable de

capter exactement cette partie du spectre électromagnétique.

Néanmoins, il ne s’agit pas d’une totale coïncidence;

la lumière visible est le seul domaine de radiation électromagnétique

qui se propagent bien dans l’eau,

qui se trouve être le lieu ou la plupart des yeux sont apparus, il y a des millions d’années.

Ce fut une évolution assez pratique car la lumière n’interagit pas seulement avec la matière,

elle est aussi altérée par celle-ci et peut être utilisé

pour rassembler des informations sur notre environnement,

avec presque aucun délai.

Ce qui est tout de même très pratique pour la survie.

Okay, d’ou vient la lumière ?

Un large intervalle du spectre éléctromagnétique est crée quand des atomes ou

des mollécules passent d’un état hautement énérgétique à un plus faible.

Ils perdent de l’énergie et l’émettent sous la forme de radiation.

Au niveau microscopique, la lumière visible est formée quand un électron, à l’intérieur d’un atome,

qui est dans un état excité descend à un état moins énergétique

et perd cet excès d’énergie.

De la même façon, une lumière frappant l’atome peut faire s’élever un éléctron à un niveau plus énergétique

en se faisant absorber par celui-ci.

Au niveau macroscopique, la charge mouvante de l’électron

créé un champ magnétique oscillant,

qui créé un champ électrique oscillant perpendiculaire à lui.

Ces deux champs se meuvent dans l’espace,

transférant de l’énergie d’un endroit à l’autre,

transportant avec eux des informations sur leur endroit de création.

Pourquoi de toutes les choses de l’Univers la lumière est-elle la plus rapide ?

Changeons la question : quel est le moyen le plus rapide de voyager à travers l’espace dans l’Univers ?

C’est c, exactement 299 792 458 m/s dans le vide ;

un million de km/h.

Les radiations magnétiques vont juste à cette vitesse.

N’importe quelle particule sans masse se déplace à c, sans accélération ou décélération.

La lumière produite par une bougie

n’accélère pas jusqu’à atteindre la vitesse de la lumière;

à l’instant même de sa création, sa vitesse est c.

Alors pourquoi c, ou la vitesse de la lumère, est-elle finie ?

Hé bien… personne ne le sait.

Notre Univers est juste fait de cette manière,

nous n’avons pas une réponse logique à ce niveau.

Ainsi, la lumière est un morceau d’un spectre,

une particule élémentaire qui se comporte également comme une onde,

propulsée par deux champs perpendiculaires,

voyageant à la vitesse maximale dans l’Univers.

Ok, c’est sympa tout ça… Mais alors à propos de tous ces trucs incroyables

comme voyager à la vitesse de la lumière et du temps,

le paradoxe des jumeaux, les trucs quantiques et les choses comme ça ?

Nous devons mettre cela de côté pour une autre vidéo.

Pour le moment, soyons juste heureux d’avoir des yeux évolués

qui sont capables de capter les ondes d’informations qui imprègnent l’Univers,

nous faisant voir des choses qui nous aident à mettre notre existence en perspective.