Qu'est-ce que la lumière ?

« trant, à l'inverse de son prédécesseur, que la lumière pou­ vait être considérée comme une onde.

Cette théorie ondu­ latoire, Huygens put l'utiliser pour expliquer de nom­ breuses propriétés de la lumière, mais, comme la théorie corpusculaire de Newton, ce système comportait certains points faibles.

En particulier, Huygens ne put jamais ex­ pliquer pour quelle raison la lumière se propageait tou­ jours d'une manière parfaitement rectiligne.

Les deux théories s'opposaient depuis plus d'un siècle, lorsque, en 1801, le physicien anglais Thomas Young découvrit que la lumière que l'on faisait passer dans une fente étroite formait à sa sortie une succession de bandes claires et obscures.

La seule possibilité d'expliquer ce fait était d'admettre l'existence du phénomène dit d'interfé­ rence et caractéristique des ondes.

Face à ces évidences expérimentales, la théorie corpuscu­ laire s'écroula.

Mais les questions demeuraient.

Par Ci-dessus: Mouvement d'un rayon lumineux représenté dans ses trois dimensions.

On pense que la lumière est constituée d'un flux de pulsations électriques et magnéti­ ques .

A droite: Spectre de la lumière obtenu à travers un prisme.

exemple, à supposer que la lumière soit une onde, de quoi est-elle composée? La réponse fut fournie vers 1860 par le mathématicien écossais James Clerk Maxwell.

Il démontra que la lumière n'était qu'une petite partie d'un large spectre de radiations électromagnétiques.

Ces radiations provenaient en fait d'ondes produites par des champs électriques et magnétiques oscillants se déplaçant à grande vitesse dans une direction perpendiculaire au sens des oscillations.

La lumière devait donc être considé­ rée comme une espèce d'onde électromagnétique trans­ versale, à laquelle l'oeil était sensible.

A la fin du XIXe siècle, la théorie ondulatoire avait reçu une audience presque universelle.

Quelques années plus tard, Albert Einstein parvint à démontrer que la nature de la lumière était beaucoup plus complexe qu'on ne l'i­ maginait.

Einstein était parti d'une considération très dé­ taillée sur le comportement de la lumière pour étayer sa théorie de la relativité.

Mais c'était surtout certaines de ses recherches antérieures qui lui avaient permis de péné­ trer plus avant la nature de la lumière.

Il avait en effet étudié le phénomène de la photo-électricité, c'est-à-dire l'émission d'électrons par certains métaux exposés à la lumière.

Einstein avait ainsi pu montrer que la lumière se comportait comme une grêle de corpuscules infimes qui, par leurs impacts répétés à la surface du métal, parve­ naient à en détacher des électrons.

Ces corpuscules, il les nomma photons.

La longue recherche d'une réponse à la question 'Qu'est- ce que la lumière?' débouche ainsi sur un dilemme des plus étranges.

La lumière semble en effet offrir une re­ marquable dualité.

Dans certaines circonstances, elle se comporte comme une onde, alors que, dans d'autres, elle agit comme un flux de particules.

Mais ce qu'elle est réel­ lement demeure pour nous un mystère.

Les scientifiques d'aujourd'hui seraient même en droit de se demander si cette recherche d'identité a un sens.

A la question: 'La lu­ mière est-elle une onde ou un corpuscule?', les physiciens modernes donnent une réponse simple, déconcertante mais correcte, 'oui'! A gauche: Spectre électroma­ gnétique, des radiations courtes (rayons gamma) aux longues ondes radio.

La lumière est une forme de radiation électroma­ gnétique.

Les ondes optiques et radio peuvent traverser libre­ ment l'atmosphère terrestre.

Les ondes optiques sont celles dont les longueurs sont perçues par l'oeil.

Les rayons ultra­ violets et infrarouges sont invi­ sibles à l'oeil nu, mais compor­ tent un certain nombre d'utili­ sations industrielles .. »