1. Réfraction :Lorsque la lumière pénètre dans un plasma, elle subit une réfraction, qui est la courbure des ondes lumineuses due à un changement de vitesse. L'indice de réfraction d'un plasma est généralement inférieur à celui d'un vide ou d'un solide, ce qui entraîne une courbure de la lumière vers la normale (la direction perpendiculaire) lorsqu'elle pénètre dans le plasma.
2. Absorption :Le plasma peut absorber la lumière à des longueurs d’onde spécifiques. Cette absorption se produit lorsque l'énergie de la lumière correspond aux niveaux d'énergie des électrons ou des ions dans le plasma. La lumière absorbée peut provoquer la transition des électrons vers des niveaux d’énergie plus élevés ou même leur éjection des atomes, entraînant une ionisation et un échauffement du plasma.
3. Émission :Les électrons et les ions excités dans le plasma peuvent revenir à des niveaux d’énergie inférieurs en émettant de la lumière. Ce processus d'émission entraîne l'émission de photons avec des longueurs d'onde spécifiques, conduisant aux raies ou bandes d'émission caractéristiques observées dans le spectre d'un plasma. Par exemple, l'émission d'un plasma d'hydrogène produit les lignes bien connues de la série Balmer.
4. Diffusion :Le plasma peut également diffuser la lumière via divers mécanismes, notamment la diffusion Rayleigh, la diffusion Thomson et la diffusion Compton. La diffusion Rayleigh est la diffusion de la lumière par de petites particules ou des fluctuations de densité dans le plasma, entraînant un changement de direction de la lumière sans changement significatif de longueur d'onde. La diffusion de Thomson se produit lorsque la lumière interagit avec les électrons libres du plasma, conduisant à la diffusion de la lumière avec la même longueur d'onde. La diffusion Compton, quant à elle, est la diffusion de la lumière par des électrons de haute énergie, entraînant une modification de la longueur d'onde de la lumière diffusée.
5. Réflexion :Une petite partie de la lumière peut être réfléchie par la surface d'un plasma, surtout si le plasma est dense ou présente une limite nette. La réflexion de la lumière peut se produire en raison du changement brusque de l'indice de réfraction à la surface du plasma.
6. Instabilités du plasma :Dans certaines conditions, le plasma peut présenter des instabilités qui provoquent des fluctuations de sa densité, de sa température et de ses champs électriques. Ces instabilités peuvent conduire à la modulation, à l'amplification ou à la diffusion des ondes lumineuses traversant le plasma, entraînant divers effets tels que la génération d'ondes plasma et la diffusion de la lumière dans différentes directions.
Les effets spécifiques qui se produisent lorsque la lumière traverse un plasma dépendent de facteurs tels que la densité du plasma, la température, la composition, ainsi que la longueur d'onde et l'intensité de la lumière incidente. L'étude des interactions lumière-plasma est importante dans des domaines tels que la physique des plasmas, l'astrophysique, les interactions laser-plasma et le diagnostic des plasmas.
