Corps lumineux caractéristiques et comment ils génèrent leur propre lumière

Est appelé Corps lumineux à tout objet naturel ou non naturel qui émet sa propre lumière, c'est la partie du spectre électromagnétique visible par les yeux humains. L'opposé d'un objet léger est un non-illumineux.

Les objets non illumineux sont visibles car ils sont illuminés par la lumière émise par les objets légers. Les corps non illumineux sont également appelés corps illuminés, bien qu'ils ne soient pas toujours dans cet état.

Le soleil, le corps lumineux qui illumine le ciel et la mer. Source: Pixabay

Les objets lumineux sont des sources de lumière primaires car elles l'émettent, tandis que les objets non légers sont des sources de lumière secondaires car elles reflètent celle produite par la première.

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Exemples de corps lumineux et non illumineux

Objets lumineux

Il y a des objets dans la nature capable d'émettre de la lumière. Parmi eux, il est possible de mentionner:

- Le soleil.

- Les étoiles.

- Insectes luminescents, comme les lucioles et autres.

- Les rayons.

- Lumières ou lumières du nord du nord.

Voici des objets lumineux fabriqués par l'homme:

- Lampes à incandescence ou ampoules.

- La flamme d'une bougie.

- Lampes fluorescentes.

- Lumières LED.

- L'écran du téléphone mobile.

Objets non illumineux

De nature, il existe de nombreux objets qui n'émettent pas de lumière pour eux-mêmes, mais ils peuvent être illuminés:

- La lune, qui reflète la lumière du soleil.

- Les planètes et leurs satellites, qui reflètent également la lumière du soleil.

- Les arbres, les montagnes, les animaux, reflètent la lumière du ciel et du soleil.

- Ciel bleu et nuages. Ils sont visibles en raison de la dispersion du soleil.

L'ampoule artificielle du corps lumineux qui illumine nos nuits. Source: Pixabay

Caractéristiques des corps lumineux et de leur lumière

La principale caractéristique des corps lumineux est que la lumière avec laquelle nous pouvons les voir est produite par l'objet lui-même.

Nous pouvons voir des gens et des objets grâce à la lumière émise par les corps lumineux, qu'ils soient naturels ou artificiels. Et aussi cette nature nous a dotés des organes de vision.

En l'absence de corps lumineux, il est impossible de voir tout autour de nous. Si l'obscurité totale a jamais connu, alors l'importance des corps clairs est connu.

C'est-à-dire sans lumière, il n'y a pas de vision. La vision humaine et animale est l'interaction entre la lumière émise par les corps lumineux et celle reflétée par les corps non légers avec nos capteurs de lumière dans les yeux et avec notre cerveau, où l'image est enfin construite et interprétée.

La vision est possible car la lumière émise ou reflétée par les objets se déplace dans l'espace et atteint nos yeux.

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Photons

Un photon est la moindre lumière qui peut émettre un corps léger. Les photons sont émis par les atomes des corps lumineux et réfléchis ou dispersés.

La vision n'est possible que lorsque certains de ces photons, émis, dispersés ou réfléchis, atteignent nos yeux, où ils produisent une excitation électronique à la fin du nerf optique qui transporte une impulsion électrique vers le cerveau.

Comment les corps légers génèrent-ils de la lumière?

Les photons sont émis par les atomes des corps lumineux lorsqu'ils ont été excités de telle manière que les électrons des orbitales atomiques passent aux états d'une plus grande énergie, qui refusent ensuite aux états de moins d'énergie avec la question conséquente des photons.

Chaque corps, si la température augmente, devient un émetteur léger. Un morceau de métal à température ambiante est un corps non brillant, mais à 1000 degrés Celsius est un corps léger, car les électrons prennent des niveaux plus élevés et diminuent à des niveaux inférieurs émettent des photons dans la gamme du spectre visible.

C'est ce qui se passe au niveau atomique avec tous les corps légers, que ce soit le soleil, la flamme d'une bougie, le filament d'une ampoule à incandescence, les atomes de la poussière fluorescente de l'ampoule de sauvegarde ou les atomes de la diode LED, qui est le corps lumineux artificiel le plus récent.

Ce qui varie d'un cas à l'autre, c'est le mécanisme d'excitation que les électrons passent aux niveaux atomiques de plus grande énergie, puis refuse et émettent des photons.

Tout ce que nous voyons, c'est le passé

La vision n'est pas instantanée, car la lumière se déplace à une vitesse finie. La vitesse de la lumière dans l'air et dans le vide est de l'ordre des 300 mille kilomètres par seconde.

Les photons de lumière qui quittent la surface du soleil prennent 8 minutes et 19 secondes pour atteindre nos yeux. Et les photons émis par Alfa Centauri, notre étoile la plus proche, prend 4,37 ans pour atteindre nos yeux si nous regardons le ciel.

Les photons que nous pouvons observer à l'œil nu ou à travers un télescope de la galaxie d'Andromeda, le plus proche du nôtre, y aura laissé il y a 2,5 millions d'années.

Même quand nous voyons la lune, nous voyons une vieille lune, car ce que nous regardons est une image d'il y a 1,26 seconde. Et l'image des joueurs d'un match de football que nous voyons dans les 300 mètres des joueurs est une vieille image d'un millionième de seconde dans le passé.

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Dualité de la lumière

Selon les théories les plus acceptées, la lumière est une onde électromagnétique, comme les ondes radio, le micro-ondes avec lequel les aliments, les micro-ondes de téléphonie cellulaire, les rayons X et les rayonnements ultraviolets sont cuits.

Cependant, la lumière est une onde mais est également composée de particules appelées photons, comme nous affirmons précédemment. La lumière a ce double comportement, ce qui est connu en physique sous le nom de dualité onde-particules.

Toute la variété des ondes électromagnétiques diffèrent dans sa longueur d'onde. La partie du spectre électromagnétique que l'œil humain est capable de percevoir est appelée spectre visible.

Le spectre visible correspond à une marge étroite du spectre électromagnétique entre 0,390 micromètre et 0,750 micromètre. Ceci est la taille caractéristique d'un protozoaire (Amiba ou Paramecio).

En dessous du spectre visible, en longueur d'onde, nous avons un rayonnement ultraviolet dont la longueur d'onde est comparable à la taille des molécules organiques.

Et au-dessus du spectre visible se trouve le rayonnement infrarouge, dont la taille est comparable à la pointe d'une aiguille. À la pointe de cette aiguille, ils s'adaptent de 10 à 100 protozoaires, c'est-à-dire de 10 à 100 longueurs d'onde du spectre visible.

D'un autre côté, les micro-ondes ont des longueurs d'onde entre les centimètres et les mètres. Les ondes radio ont des longueurs entre des centaines de mètres à des milliers de mètres. Les rayons X ont des longueurs d'onde comparables à la taille d'un atome, tandis que les rayons gamma ont une longueur d'onde comparable au noyau atomique.

Couleurs et spectre visible

Le spectre visible comprend la variété des couleurs qui peuvent être distinguées dans un Iris Rainbow, ou au soleil dispersé dans un prisme de verre. Chaque couleur a une longueur d'onde qui peut être exprimée dans les nanomètres, qui est le millionième d'un millimètre.

Le spectre lumineux et ses longueurs d'onde dans les nanomètres (nm), du plus élevé au plus bas, sont les suivants:

- Rouge. Entre 618 et 780 nm.

- Orange. Entre 581 et 618 nm.

- Jaune. Entre 570 et 581 nm.

- Vert. Entre 497 et 570 nm.

- Cyan. Entre 476 et 497 nm.

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- Bleu. Entre 427 et 476 nm.

- violette. Entre 380 et 427 nm.

Le corps noir brillant, l'énergie et l'élan

La lumière a de l'énergie et de l'élan. Chaque couleur du spectre visible correspond à des photons d'énergie différente et à différents élanes ou à la quantité de mouvement. Cela a été appris des pionniers de la physique quantique tels que Max Planck, Albert Einstein et Louis de Broglie.

Max Planck a découvert que l'énergie lumineuse est disponible en forfaits ou combien, dont l'énergie est mesurée en joules et est égale au produit d'une constante fondamentale de la nature connue sous le nom de constante de Planck, qui est indiquée avec la lettre H et la fréquence F à Hertz.

E = h ∙ f

Cette découverte a été faite par Planck pour expliquer le spectre de rayonnement d'un corps léger, qui n'émet que le rayonnement mais ne reflète aucun, connu sous le nom de "corps noir" et dont le spectre d'émission change selon la température.

La constante de Planck est H = 6,62 × 10 ^ -34 J * S.

Mais c'est Albert Einstein qui a affirmé, incontestablement, que la lumière était des photons avec de l'énergie donnés selon la formule de Planck, comme le seul moyen d'expliquer un phénomène connu sous le nom d'effet photoélectrique, dans lequel un matériau illuminé avec des électrons émet des électrons. C'est pour ce travail qu'Einstein reçoit le prix Nobel.

Mais le photon, comme chaque particule et malgré le fait de ne pas avoir de masse, a une élan ou une quantité de mouvement donnée par une relation découverte par Louis de Broglie dans le cadre de la dualité ondulée-particules du photon et des objets quantiques.

La relation de De Broglie affirme que l'élan p du Foton est égal au rapport constant de la planche h et à la longueur d'onde λ du photon.

P = h / λ

La couleur rouge a une longueur d'onde de 618 × 10 ^ -9 m et une fréquence de 4,9 x 10 ^ 14 Hz × 10 ^ -27 kg * m / s.

À l'autre extrémité du spectre visible se trouve le violet avec une longueur d'onde de 400 × 10 ^ -9 m et une fréquence de 7,5 x 10 ^ 14 Hz et son élan est de 1,7 × 10 ^ -27 kg * m / s. À partir de ces calculs, nous concluons que le violet a plus d'énergie et plus d'élan que le rouge.

Les références

1. Tippens, P. 2011. Physique: concepts et applications. 7e édition. Mac Graw Hill. 262-282.
2. Wikipédia. Spectre visible. Récupéré de Wikipedia.com
3. Wikipédia. Spectre électromagnétique. Récupéré de Wikipedia.com
4. Wikipédia. Source de lumière. Récupéré de Wikipedia.com
5. Wikibooks. Physique, optique, nature de la lumière. Récupéré de: est.Wikibooks.org