De quoi est constituée la lumière ?

Certains objets ou phénomènes permettent de décomposer la lumière : les gouttes de pluie, une bulle de savon, un CD, un spectroscope...

Utilisation du spectroscope

L’image qu’on obtient à l’aide du spectroscope s’appelle un spectre.

Ondes électromagnétiques et fréquence

La lumière est constituée d’ondes électromagnétiques « qui vibrent plus ou moins rapidement ». On dit qu’elles vibrent à des fréquences différentes.

L’unité utilisée pour mesurer la fréquence est le hertz (symbole Hz). Un hertz correspond à une vibration par seconde. Par exemple l’onde électromagnétique correspondant à la lumière verte a une fréquence d’environ 570 000 milliards de hertz.

Les domaines d’ondes électromagnétiques

L’œil humain ne perçoit qu’une petite partie des ondes électromagnétiques : celles dont la fréquence est comprise entre 430 000 milliards de hertz (couleur rouge) et 790 000 milliards de hertz (couleur violette).

Domaines de fréquence des ondes électromagnétiques
Il existe pourtant des ondes électromagnétiques avec des fréquences plus élevées que le violet : l’ultra-violet, les rayons X et les rayons gamma. Il en existe aussi avec des fréquences plus faibles que le rouge : l’infrarouge, les micro-ondes et les ondes radio.

Chaque rayon de lumière transporte de l’énergie et cette énergie dépend de la fréquence de vibration de l’onde électromagnétique correspondante. Si la fréquence est élevée, l’onde transporte beaucoup d’énergie ; si la fréquence est petite, l’onde transporte peu d’énergie.

Le four à micro-ondes

Oscillation de molécules d’eau sous l’effet de micro-ondes

Un four à micro-ondes envoie des ondes électromagnétiques ayant une fréquence de 2 450 MHz sur les aliments.

Sous l’effet de ces ondes, certaines molécules des aliments (essentiellement les molécules d’eau) se mettent à tourner à la même fréquence, c’est-à-dire à 2 450 MHz. Or les molécules d’eau ont du mal à s’orienter à une telle vitesse et des
effets de freinage vont provoquer un dégagement de chaleur qui va chauffer l’aliment. Avec des ondes ayant une fréquence moins élevée, les molécules d’eau tourneraient aussi mais sans dégagement de chaleur. Des ondes ayant une fréquence plus élevée pénètreraient moins loin dans l’aliment et ne chaufferaient que la surface.

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