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En physique, on entend souvent dire que la lumière visible va du rouge au violet, soit de 800 nm à 400 nm.
Ce qui me gêne ici, c’est le que l’on parle de « de 800 nm à 400 nm » pour désigner les couleurs rouges et du violet. Ceci n’est vrai que dans le vide.

Si on se place dans l’eau, l’indice de réfraction est de 1,33 : la vitesse de la lumière est donc réduite de 1/1,33 :

$$v_{eau} = \frac{c}{n_{eau}}$$
$$v_{eau} = 0,75c$$

La réduction ici est donc d’environ 25%.
Or, la longueur d’onde qui est proportionnelle à la vitesse est elle aussi réduite de 25% :

$$\lambda_{eau} = v_{eau}T$$
$$\lambda_{eau} = 0,75\times cT$$

Le rouge 800 nm passe donc à 600 nm dans de l’eau : un objet rouge plongé dans l’eau devrait, en toute logique, apparaître jaune. Or ceci n’est évidemment pas vrai : la couleur d’un objet est maintenu quelque soit le milieu.
Ceci est donc un problème : on ne peut pas attribuer une longueur d’onde à une couleur, si les deux ne sont pas liés.

Alors c’est quoi la solution ?

La longueur d’onde seule n’est pas suffisante pour caractériser l’onde : pour être utile, il faut aussi dire dans quel milieu nous nous trouvons.
L’information supplémentaire apportée par le milieu est son indice de réfraction $n$, soit le facteur de ralentissement de la lumière dans ce milieu par rapport au vide (25% pour l’eau).

Pour caractériser une onde avec sa longueur d’onde, il faut donc deux constantes, une en plus de sa longueur d’onde.
On peut pourtant faire beaucoup plus simple et n’utiliser qu’une seule information, indépendante du milieu et propre à l’onde.

Pour caractériser une onde, on peut aussi parler de sa fréquence, en Hertz, autrement dit sa période temporelle, qui elle ne varie pas quand on passe d’un milieu à l’autre !

En utilisant la période temporelle plutôt que la longueur d’onde, la définition d’une onde lumineuse devient universelle : une onde de 1 GHz aura la même période dans tous les milieux.

La raison à cela est que la période $T$ est l’inverse de la fréquence $f$, et la fréquence est directement proportionnelle à l’énergie $E$ transportée par la lumière, par la constante de Planck $h$ :

$$T = \frac{1}{f} = \frac{1}{hE}$$

Or, un rayon de lumière qui entre dans un milieu et qui en sort, ne perd pas d’énergie en y entrant pour en gagner quand il ressort : il conserve son énergie tout au long du trajet.

La vraie caractéristique d’une onde, c’est l’énergie qu’elle transporte.

De plus, si l’énergie d’une onde est constante, sa fréquence l’est aussi. Donc si la vitesse varie d’un milieu à l’autre, ce n’est ni l’énergie ni la fréquence qui varient, mais bien la longueur d’onde.
Sa couleur restant invariante elle aussi, il est bien plus juste d’associer la couleur à l’énergie plutôt qu’à la longueur d’onde.

Ainsi, le « 800 nm pour le rouge » n’est vrai que dans le vide. Si vous utilisez la valeur de 1,55 eV de l’énergie de l’onde lumineuse rouge, ce sera vrai où que vous vous trouvez :

$$E_{rouge} = \frac{c}{h\lambda_{eau}}n_{eau}$$
$$E_{rouge} = \frac{c}{h\lambda_{air}}n_{air}$$

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qwerty a dit :

J'ai pas tout compris, mais l'idée est accepté au niveau scientifique ? Des standards ?

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Beudot07 a dit :

Est-ce que cette énergie et en particulier sont niveau 1,55eV est à rapprocher de la hauteur du gap dans une LED ?

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racoon822 a dit :

Si j'ai bien compris, la couleur d'une onde lumineuse peut être associé à la fréquence. C'est peut être plus parlant pour le commun des mortels que l'énergie ?
Un point reste obscur pour moi quant à l'énergie. Quand on parle d'énergie d'une onde lumineuse (constante de Plank × fréquence ). Est-ce qu'il s'agit de l'énergie d'une période ?

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omaba a dit :

Un schéma aiderait à comprendre.

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johan a dit :

Le référentiel a toujours été le vide (comme pour la vitesse de la lumière) donc pas de problème.

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Kevin a dit :

Mais alors, finalement les bâtonnets présents dans la rétine réagissent différemment selon l'énergie portée par l'onde lumineuse ou sa fréquence ?

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Ralayax a dit :

Cette explication est parfaitement juste même si elle manque un peu d'équations pour comprendre ^^ (tiens Timo, idée : tu pourrais peut-être rajouter un générateur d'équations dans les commentaires pour ton site de sciences si tu as le temps :) )


Les seules informations que l'on peut recevoir de la lumière sont : sa présence ou non et son énergie totale. L'énergie de la lumière peut-être de par les caractéristiques ondulatoire de l'intéressée calculée grâce à l'équation E = h*ν.
h étant la constante de Plank et ν sa fréquence.

Pourquoi la longueur d'onde n'est elle pas détectable ? Imaginez vous aveugle dans la mer avec des vagues, vous montez et vous descendez. Vous pouvez sentir le rythme de l'onde mécanique. Vous connaissez le temps entre chaque vague. Allez me dire la distance entre chaque vague sans connaître leur vitesse de propagation... et sans tricher (je t'ai vu ouvrir les yeux, toi au fond!)

Du coup ce que détectent nos yeux dans nos cellules photo-réceptrices en cônes, ce sont des énergies/fréquences lumineuses. Comme vous le savez peut-être il existe trois types de cônes red-green-blue, pouvant absorber un assez large spectre de lumière mais ayant des pics d'absorption : http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Spectre_absorption_des_cones.svg
(ici c'est des longueurs d'ondes dans le vide donc des fréquences/énergies)

(la courbe noire correspond aux bâtonnets qui sont des cellules renvoyant également une information sur la présence ou non de lumière à cette fréquence, mais le cerveau traite ce signal en teintes de gris)

Le cerveau reconstitue les informations en mesurant le taux d'activation des cellules à 437nm(vide), 533nm(vide) et 564nm(vide).
Par exemple du 490 activera un peu le 437 et un peu le 533 et le cerveau va en déduire 490 en faisant plus ou moins une moyenne pondérée des fréquences par l'intensité d'activation.

Et merci pour ces articles toujours aussi intéressants Timo :)

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duff a dit :

Même si la conclusion reste juste, je ne suis pas sur que constater que la couleur d'un objet plongé dans l'eau ne change pas permette de conclure que la longueur d'onde n'est pas pertinente. Comme tu l'as dit, la longueur d'onde d'un faisceau lumineux change en fonction de l'indice de refraction du milieu. Ça veut aussi dire que lorsque le rayon de lumière rouge sort de l'eau pour aller vers ton oeil, elle reprend une longueur d'onde d'un milieu vide (ou presque). Mieux, même si tu plonges la tête dans l'eau, la rayon lumineux va quand même changer de milieu quand il rentrera dans ton oeil (qui lui, je pense, a un indice de réfraction constant).

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bépo a dit :

où que vous vous trouvIez

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Le Hollandais Volant a dit :

@qwerty : comme le dit johan la référence étant le vide, on continue de parler de longueur d'onde partout. Mais ceci a pour inconvénient de définir cette référence au préalable.
Parler de longueur d'onde n'est pas un problème quand on donne la référence. Et en général, il est admis que c'est le vide, cette référence.

Dans certains domaines on utilise la lumière dans du verre uniquement (en télécom avec la fibre logique par exemple).

@Beudot07 : tout à fait !

@racoon822 : la fréquence est directement liée à l'énergie, par la constants de Planck qui est universellement reconnue. Donc oui, parler de fréquence est équivalent à parler d'énergie.

Pour ta question, c'est une bonne question. Faut que je fasse des recherches.
Néanmoins, si on peut mesurer la puissance en Watt reçue quand on est exposé à une onde continue ;pendant une seconde, on peut déterminer l'énergie portée en moyenne par une période (la fréquence étant le nombre de périodes reçue durant cette seconde).

Je ne sais pas si c'est physiquement possible de parler de ça. On parle alors plutôt d'un paquet d'onde.

Le paquet d'onde est, si tu veux, la forme ondulatoire d'un photon unique.

Quand on parle d'une impulsion lumineuse ou d'une desexcitation lumineuse, on utilise le photon. Lorsqu'on veut parler d'une suite de photons dans un faisceau, on utilise la théorie ondulatoire.
La lumière possède les deux aspects, en même temps, et les deux se valent parfaitement dans tous les cas. C'est juste que l'un est plus simple à comprendre dans un cas, et l'autre dans d'autres cas.

@Kevin : le corps humain n'est qu'une machine physico-chimique.
Quand un atome reçoit de l'énergie, il peut en faire ce qu'il veut. Y compris reagire chimiquement avec son voisin.
C'est ce qui se passe dans l'œil : kes bâtonnets reçoivent un photon, une énergie et réagit. Ceci produit par la suite une impulsion électrique qui va au cerveau.
Pour une onde lumineuse, parler d'énergie ou de fréquence est équivalent à une constante près, donc les récepteurs sensibles à la couleurs détectent bien la fréquence/l'énergie d'un photon.

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alz a dit :

Je crois qu'ajouter des sources serait pertinent, pour étayer le texte.

Parce qu'il y a des approximations qui ont de quoi étonner.. (dans l'eau, comme dans n'importe quelle autre milieu liquide ou solide, , il faut tenir compte de son spectre d'absorption, on semble oublier aussi que la rétine est elle même plongée dans son propre milieu aqueux, qui ne varie pas, comme le dit duff..)

Et surtout, y'a pas de sources, c'est pas scientifique. :p

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Le Hollandais Volant a dit :

@duff : ben, si la longueur d'onde change à multiple reprise, mais que la couleur reste la même, c'est bien qu'il y a un soucis quand on veut relier les deux directement non ?

Je vois ce que tu veux dire avec l'œil : que l'œil permet de remettre les pendules à l'heure quelque soit le milieu exterieur.

Il n'empêche que même si l'œil n'avait pas de milieu d'indice défini, et ne fut seulement en contact avec le milieu extérieur, on verrait la même chose. Suffit de voir avec une photodiode ou un spectrographe plongée dans l'eau : excepté les pics d'absorption de l'eau, on verrait les même courbes dans l'eau et dans l'air pour une lumière donnée.

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Le Hollandais Volant a dit :

@alz : voir comm #12 pour la rétine, et le fait qu'il soit plongé dans un milieu à indice propre ne change rien du tout.

La couleur est subjective, une énergie ne l'est pas. Or pour mesurer une variation d'énergie, on peut utiliser un appareil dénué de subjectivité.

Concernant les sources... Il faut bien une information originale parfois… Je ne vois pas ce que je pourrais sourcer ici : c'est juste une réflexion personelle suite à une question que nous avait donné un prof il y a plus d'un an...

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florent pessina a dit :

je valide l'article ^^

Surtout que je travaille actuellement en photocatalyse où les niveaux d'énergies du matériaux influent directement quelle onde sera absorbée selon son énergie.

Néanmoins l'article manque cruellement d'équation, de visuel : mettre au début les équations simples de fréquence, vitesse dans le vide/milieu etc

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johan a dit :

Moi j'ai appris que les objets se comportait comme un filtre et qu'il renvoyait d'une lumière blanche uniquement la couleur dont il est. Donc si une lumière blanche travers de l'eau et frappe un objet rouge, celui-ci va renvoyer que du rouge uniquement et filtrer toute les autres couleurs. La "puissance" du rouge sera peut être moins importante mais l'objet renverra que du rouge...

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dacrovinunghi a dit :

Pourquoi parler de longueur d’onde pour une couleur est une erreur ?
C'est pas une erreur c'est un abus par rraccourci.
Pourquoi parler uniquement de longueur d’onde pour une couleur est une erreur ?
Là c'est bon

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Le Hollandais Volant a dit :

@dacrovinunghi : un abus qui rend la définition fausse.

Si je dis 1 + 2 = 4 c’est un raccourcis aussi alors, j’ai juste retiré un « + 1 » à gauche, pour faire court.

Si je voulais changer, j’aurais dû faire ça alors :
« Pourquoi définir une couleur par sa longueur d’onde n’a pas de sens »

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Amigo a dit :

ou que vous vous trouviez" même :). N'oublions pas la longueur d'onde de la grammaire française.

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Amigo a dit :

Pan sur le bec ! : "où que vous vous trouviez", évidemment.

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dacrovinunghi a dit :

Non dans ton exemple tu dis :
Pourquoi parler du signe + pour une addition est une erreur ?
-> faux

Pourqoi parler de +1 a gauche pour une addtion faisant 4 est une erreur ?
-> faux ce n'est pas une erreur
1+3=4 c'est bien 1 3 muni de l'addition.

Pourquoi définir une couleur par sa longueur d’onde n’a pas de sens
toujours faux
Non c'est
Pourquoi définir une couleur uniquement par sa longueur d’onde n’a pas de sens
car la courleur peut se définir avec la longueur d'onde mais pas uniquement

D'ailleur définit la couleur sans longueur d'onde pour voir (sans son existence).
(et la mocuhe je l'en)

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alz a dit :

Donner des sources, ça permet d'étoffer son propos, de l'illustrer, de donner envie aux gens d'en savoir plus et développer leur esprit critique. On ne peut pas prétendre apprendre aux gens sans leur donner les outils nécessaires à la compréhension du propos.

Donc, on peut placer, ici un article sur les couleurs et leurs longueur d'onde (dans le vide) associées, par là, un autre sur l'oeil et la perception des couleurs, encore là un autre sur les rapport fréquence/longueur d'onde/énergie..

Bref, c'est trop résumé et raccourci pour un article "scientifique".

Donc faut savoir, soit c'est un blog d'info scientifique, soit un blog de réflexion personnelle.

(PS: sinon faut pas le prendre mal ou personnellement, mais j'ai une façon de parler un peu abrupte, m'en rends pas toujours compte :p)

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BenGamin a dit :

Pourquoi pas. Mais je ne me vois pas calibrer un simple spectro UV en fonction du milieu qu'il traverse (Méthanol, eau, etc) et donner une longueur d'onde spécifique pour chaque milieu qu'il faudra de toute façon reconvertir pour mettre la bonne longueur d'onde par rapport au vide (tous les spectro sont dans ce référentiel). C'est une manière plus simple de faire malgré l'abus de langage.

C'est comme ne pas vouloir dire que tu avance à 3km/h en marchant parce que ça te gène que le référentiel terrestre ne soit pas précisé. Tu n'avance pas à 3km/h mais l'abus de langage est communément admis.

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Le Hollandais Volant a dit :

@dacrovinunghi :

D'ailleur définit la couleur sans longueur d'onde pour voir (sans son existence).

La radiation lumineuse colorée de fréquence 374 THz est de couleur rouge.

Maintenant je fais une erreur, celle qui se trouve dans le titre. Je parle d’une couleur en exprimant sa longueur d’onde : 500 nm. À toi de me donner la couleur.

@BenGamin : oui c’est la même chose, ton exemple de la marche à 3 km/h.

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FM a dit :

Très bon article, merci Timo ;)

C'est pour ça que la vitesse varie en fonction du milieu ?
La fréquence reste identique selon le milieu, cependant le longueur d'onde varie, or si par exemple la longeur d'onde diminue, la distance parcourue en 1s diminue ( car la fréquence * longeur d'onde = distance parcourue en 1s ), donc la vitesse diminue ( d diminue et t reste identique ).
J'ai juste ?

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Gilgamesh a dit :

En physique je ne m'avancerais pas, mais en chimie c'est la source de "sale-note" bien rapide:

On ne fait pas de spectroscopie UV-visible (mesure de quelles longueurs d'ondes sont absorbées ou pas par la molécule) pour savoir la couleur, mais on parle de transitions électroniques: et c'est ça qui est important.
Usuellement, on parle de transitions en nm, car c'est commun, mais bon... C'est un peu comme parler d'une température en °C (ou F) et du temps en heure. Ce n'est pas fondamentalement juste ;)

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dacrovinunghi a dit :

La radiation lumineuse colorée de fréquence 374 THz
ok ton onde oscille mais ne bouge et n'a pas de longueur , je m'incline ...

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Sciences-etudiant a dit :

Vraiment très sympa comme article, si seulement j'y avais pensé il y a deux ans j'aurais pu calmer mon prof d'atomistique mais trop tard, continu sur ce sujet que j'ai trop peu le temps de creuser, tes articles sont un plaisir à découvrir à chaque fois!

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Le Hollandais Volant a dit :

@FM : en fait la vitesse de la lumière diminue selon le milieu. De là découle une longueur d’onde réduite : longueur d’onde = célérité / fréquence.

La célérité est une caractéristique du milieu, la fréquence de l’onde. Donc la longueur d’onde est caractéristique de l’onde dans ce milieu.

Cette diminution de la vitesse de la lumière est celle qui a lieu « en premier » : elle a une origine physique : c’est en fait la vitesse de phase de la lumière qui est ralentie à cause de la réaction de la matière au passage de la lumière. La lumière, qui est une onde électromagnétique (E-M), arrive dans le milieu et les électrons du milieu vont réagir à la variation du champ E-M, et cette réaction se traduit par un ralentissement de la vitesse de phase de la lumière.
D’où alors la possibilité de mesurer ce ralentissement : c’est l’indice de réfraction du milieu.

@Gilgamesh :

Usuellement, on parle de transitions en nm

Comme parler d’un poids en kilogramme, en somme. Tout le monde se comprend, mais en soit c’est abusif, car ça ne marche que sur Terre.

Parler de longueur d’onde pour désigner une couleur, c’est exactement la même chose en fait…

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Non2 a dit :

Intéressant comme article. Mais je ne vois pas d'explication relative au fait que les couleurs changent lorsqu'on atteint certaines profondeurs en plongée sous-marine. Est-ce encore un autre phénomène ?

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Le Hollandais Volant a dit :

@Non2 : ah, ça c'est juste l'eau qui absorbe certaines parties du spectre visible.

Je ne sais pas l'ordre exact, mais le rouge par exemple sera complètement filtré au bout de 10 mètres, le jaune au bout de 50 mètres, etc.

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kleim a dit :

@Ralayax :

Je me permet de mettre un lien vers un article fascinant qui explique de façon simplifiée comment le cerveau analyse les couleurs : http://blog.asmartbear.com/color-wheels.html

On y explique aussi pourquoi on peut voir certaines couleurs (comme le rose) qui n'existent pas dans le spectre de la lumière physique ou pourquoi on ne peut pas imaginer certaines couleurs comme un mélange de rouge avec du vert.

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BenGamin a dit :

Ton lien est très intéressant.

La partie la plus marrante pour moi à été pour le changement imaginaire de couleur en fonction des couleurs qui sont à coté. Sur un de mes écrans je ne vois pas la différence entre les 2 petits carrés, sur un autre moins bien calibré (tirant vers le bleu) mon cerveau se trompe.
Plus drôle, je vois la même couleur quand je regarde sans vraiment regarder (dur à expliquer... les yeux dans le vide quoi). En revanche, plus j'y fais attention et plus je vois des couleurs clairement différentes.

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dacrovinunghi a dit :

Pourquoi parler de fréquence pour une couleur est dépendant du milieu
tout comme la longueur d'onde. (mais n'est pas une erreur)
>>Pour être utile, il faut dire dans quel milieu nous nous trouvons.

C'est aussi vrai pour la fréquence, qui est aussi soumise à des conditions de milieu
certes moins contraignantes que la longueur d'onde.
- l'onde ne doit pas rencontrer d'autre source d'énergie
- l'onde ne doit pas reconter d'objet ayant une vitesse
- l'onde ne doit pas traverser un milieu non linéaire
-> https://fr.wikipedia.org/wiki/Optique_non_lin%C3%A9aire

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Le Hollandais Volant a dit :

@dacrovinunghi : si la fréquence varie, l’énergie transportée par l’onde varie aussi. L’onde change alors, on ne peut pas définir quelque chose qui change constamment, si ?

Dans ce cas, on prend quoi pour caractériser l’onde ?

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dacrovinunghi a dit :

Pour caractériser l'onde on est obliger de considérer que le milieu
qu'elle traverse est stable ou connu sur tout le trajet de l'onde.
Mais je suis d'accord que la fréquence est plus pertinente,
bien que la fréquence temporelle est lié à la spatiale.
Je voulais troller un peu aussi ^^
L'onde est caractérisée par sa fréquence (ou vitesse longueur d'onde) avec des *conditions* sur le milieu
traversé. Dire que la longueur d'onde est une erreur car dépendante du milieu revient à dire que la fréquence aussi est une erreur.

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Le Hollandais Volant a dit :

@dacrovinunghi :

bien que la fréquence temporelle est lié à la spatiale.

Elle est liée, mais c’est une constante. Ce qui fait varier la longueur d’onde dans la formule λ = c/f c’est c et non f.

L'onde est caractérisée par sa fréquence (ou vitesse longueur d'onde)
Dire que la longueur d'onde est une erreur car dépendante du milieu revient à dire que la fréquence aussi est une erreur.

Pas si sûr : car si la longueur d’onde diminue dans un milieu comme dans l’eau, sa vitesse également.

Au final le rapport célérité / longueur d’onde reste constant (c’est juste une simplification par n, l’indice de réfraction du milieu). Par suite la longueur d’onde étant liée à la période temporelle par la vitesse : λ = c/f d’où le rapport c/λ = 1/f, soit la période temporelle, qui est donc aussi constante.

Cette période temporelle ne varie pas, c’est ce que je démontre dans l’article, en disant que la fréquence de l’onde est invariante par rapport au milieu (et donc l’énergie aussi : E = h×f).

Après, si j’ai mal compris et que tu voulais dire que l’espace et le temps sont liés par l’espace temps, ça m’a traversé l’esprit aussi.

C’est pour ça que dans l’article j’ai fini par parler de l’énergie transportée par l’onde, qui elle me semble la plus universelle et constante possible.

Je n’ai pas d’exemple où la période temporelle varie en fonction du milieu.
J’ai pensé au redshift/blueshift, mais en fait non : par définition, c’est un étirement de la longueur d’onde, dû à une dilatation de l’espace, pas tellement du temps…

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dacrovinunghi a dit :

Conceptuellement considérer que l'espace a trois dimensions est une erreur ^^ .
Ensuite pour le redshift je ne dirai qu'une chose
<<La dilatation de l'espace a pour effet d'augmenter la longueur d'onde du rayonnement électromagnétique>>
JUsqu'ici tout va bien (merci wykaipedia)
<< et donc de diminuer son énergie, du fait de la relation de Planck-Einstein E = h.\nu, \nu étant la fréquence du rayonnement>> Aie là ca passe plus ce que tu dis
<<Cette perte d'énergie n'est pas une apparence : le fond diffus cosmologique est le rayonnement ayant subi le plus grand décalage vers le rouge, avec un facteur z de l'ordre de 1 000, et correspond à une température et une énergie très basse de l'ordre de 3 Kelvin (-270 °C), bien inférieure à l'énergie d'origine.>>

Là ca devient passionnant :
<<Bien que ce sujet soit toujours débattu, l'opinion générale est que l'expansion cosmologique provoque une perte réelle d'énergie, et le principe de conservation d'énergie doit être vu comme une loi de portée locale, qui ne s'applique pas à un niveau global dans un univers gouverné par les lois de la relativité générale2,3.>>

http://fr.wikipedia.org/wiki/D%C3%A9calage_vers_le_rouge


Penser l'univers autrement qu'en espace temps occupé(et donc un milieu non neutre) tout comme ne pas considérer le point d'observation est une erreur (le point est forcement éloigné en temps et en espace).

http://fr.wikipedia.org/wiki/D%C3%A9calage_d%27Einstein
<<Le décalage d'Einstein est un effet prédit par les équations d'Albert Einstein de la relativité générale. D'après cette théorie, une fréquence produite dans un champ de gravitation est vue décalée vers le rouge (c'est-à-dire diminuée) quand elle est observée depuis un lieu où la gravitation est moindre.>>

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Le Hollandais Volant a dit :

@dacrovinunghi :

Bien que ce sujet soit toujours débattu, l'opinion générale est que l'expansion cosmologique provoque une perte réelle d'énergie, et le principe de conservation d'énergie doit être vu comme une loi de portée locale, qui ne s'applique pas à un niveau global dans un univers gouverné par les lois de la relativité générale.

Ah, ok.
Là c’est clair, je n’avais pas cette information en tête. Ça semble logique en fait : si la dilatation seule de l’univers change la longueur d’onde, et la vitesse ne variant pas, il est obligatoire que la fréquence varie aussi, et donc son énergie.

Comme dit l’article de Wiki que tu lie, ça remet en cause pas mal de choses, comme la conservation de l’énergie…

Il ne serait alors pas possible de parler d’une grandeur comme « taille de l’univers × énergie totalement de l’univers = constante » ? C’est sûrement plus compliqué que ça en vrai, mais j’ai toujours eu du mal avec une notion de « perte ». Je pars toujours — sûrement à tord — du principe de « rien ne se perd, rien ne se crée ».

Passionnant en effet.

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Foxnoob a dit :

Je n'ai pas lu tous les commentaires, alors peut-être que quelqu'un l'a déjà signalé.

Si je ne dis pas de conneries (ce qui est relativement peu probable...), la lumière n'est pas ralentie par le milieu qu'elle traverse, ni par l'air, ni par l'eau, ni par le verre, ni par mes poils de fions...

Le photon va toujours à la même vitesse, seulement il est absorbé puis réémis par les atomes ou molécules qu'il rencontre et c'est pour ça qu'il met plus de temps à traverser de l'eau que du vide.

Donc si, en un sens, la lumière est ralentie par l'eau mais va toujours à la même vitesse... C'est binaire, soit elle avance à fond, soit elle n'avance pas du tout.

Merci de me corriger si j'ai dit du khähkhât. :D

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Le Hollandais Volant a dit :

@Foxnoob : le référentiel du photon est en effet impossible à déterminer, vu qu’on ne peut définir un référentiel où la lumière va à une vitesse autre que c.

D’un point de vue ondulatoire cependant, la vitesse de phase est bel et bien ralentie. Si la vitesse de groupe est constante et égale à c, ça conduit à penser qu’effectivement il y a une absorption suivie d’une ré-émission de l’énergie par la matière.

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M.Deepred a dit :

Je crois qu'il y a une erreur d' interprétation. Si le photo a 800nm perd de l'énergie la couleur que nous devrions voir n est pas du jaune a 600nm( car ce photon a un temps de fréquence plus élever, donc plus d énergie que celle de 800nm. Il devrait donc vibrer plus lentement donc en se décalant vers le 900 ou 1000 nm. Vers les IR non pas vers les uv qui sont beaucoup plus énergétique.

Il me semble??

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Le Hollandais Volant a dit :

@M.Deepred : justement, l'énergie d'un photon ne varie pas, peu importe le milieu qu'il traverse (raison pour laquelle la couleur reste identique).

C'est pour ça : le but de cet article est de faire prendre conscience que désigner un photon par son énergie seule est suffisante.
Désigner une longueur d'onde seule spatiale ne suffit pas : il faut donner le milieu traversé par le photon.

Tu peux vérifier, dans l'eau, la longueur spatiale d'une onde rouge est bien 600 nm (sauf que si on dit « onde de 600 nm » on pense à du jaune, car on suppose que le milieu est l'air. Une longueur d'onde doit être accompagnée de la mention du milieu traversé. Sinon ce n'est pas précis.

Dans l'eau, le rouge est à 600 nm, mais la vitesse de l'onde est diminuée également (du même facteur égal à l'indice de réfraction). Du coup, le rapport vitesse ÷ longueur d'onde reste constant : c'est la fréquence, égale à l'énergie à une constante près.

Le rouge peut être de 800 nm, de 600 nm ou de 50 nm suivant le milieu traversé. Mais la fréquence et l'énergie de l'onde restent constantes tout le temps.

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R-Myth a dit :

LA vitesse ralentie de 10%
LA vitesse de propagation de la lumière? Ce n'est pas une constante immuable du cosmos?

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Le Hollandais Volant a dit :

@R-Myth : la vitesse de la lumière dans le vide est une constante universelle (299 792 458 m/s).

Dans l’eau, l’air, le verre ou tout autre substance transparente (plexi, diamant, quartz…), la lumière est ralentie.
C’est le taux de ralentissement de la lumière dans un milieu par rapport à la vitesse dans le vide qui donne l’indice de réfraction de ce milieu (le « $n$ », utilisé dans la loi de Snell-Descartes par exemple).


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