La lumière visible, qui voyage à une vitesse vertigineuse de 186,282 miles par seconde dans l'espace, n'est qu'une partie du large spectre de la lumière, qui englobe tout le rayonnement électromagnétique. Nous pouvons détecter la lumière visible à cause des cellules en forme de cône dans nos yeux qui sont sensibles aux longueurs d'onde de certaines formes de lumière. D'autres formes de lumière sont invisibles aux humains parce que leurs longueurs d'onde sont trop petites ou trop grandes pour être détectées par nos yeux.

La nature cachée de la lumière blanche

Ce que nous appelons la lumière blanche n'est pas une seule couleur du tout, mais le spectre complet de la lumière visible tous combinés. Pendant la majeure partie de l'histoire humaine, la nature de la lumière blanche était complètement inconnue. Ce n'est que dans les années 1660 que Sir Isaac Newton a découvert la vérité derrière la lumière blanche en utilisant des prismes - des barres de verre triangulaires - pour briser la lumière dans toutes ses différentes couleurs et ensuite les réassembler.
Quand la lumière blanche passe par un prisme, ses couleurs composantes sont séparées, révélant le rouge, l'orange, le jaune, le vert, le bleu, l'indigo et le violet. C'est le même effet que vous voyez quand la lumière passe à travers les gouttelettes d'eau, créant un arc-en-ciel dans le ciel. Lorsque ces couleurs séparées brillent à travers un second prisme, elles sont ramenées ensemble pour former un seul faisceau de lumière blanche.

Le spectre lumineux

La lumière blanche et toutes les couleurs de l'arc-en-ciel représentent un Une petite partie du spectre électromagnétique, mais ils sont les seules formes de lumière que nous pouvons voir en raison de leurs longueurs d'onde. Les humains ne peuvent détecter que les longueurs d'onde comprises entre 380 et 700 nanomètres. Le violet a la longueur d'onde la plus courte que nous pouvons voir, tandis que le rouge a le plus grand.

Alors que nous n'appelons normalement pas d'autres formes de lumière de rayonnement électromagnétique, il y a peu de différence entre elles. La lumière infrarouge est juste en dehors de notre vision avec une longueur d'onde plus grande que la lumière rouge. Ce n'est qu'avec des instruments comme les lunettes de vision nocturne que nous pouvons détecter la lumière infrarouge générée par notre peau et d'autres objets émetteurs de chaleur. De l'autre côté du spectre visible, les ondes lumineuses plus petites que les ondes violettes sont la lumière ultraviolette, les rayons X et les rayons gamma.

Couleur de la lumière et énergie

La couleur de la lumière est généralement déterminée par l'énergie produit par la source qui l'émet. Plus un objet est chaud, plus il émet d'énergie, ce qui donne de la lumière avec des longueurs d'onde plus courtes. Les objets plus froids créent de la lumière avec des longueurs d'onde plus longues. Par exemple, si vous allumez un chalumeau, vous constaterez que sa flamme est rouge au début, mais lorsque vous l'allumez, la couleur devient bleue.

De même, les étoiles émettent différentes couleurs de lumière en raison de leurs températures . La surface du soleil a une température autour de 5500 degrés Celsius, ce qui provoque une lumière jaunâtre. Une étoile avec une température plus fraîche de 3000 C, comme Betelgeuse, émet de la lumière rouge. Des étoiles plus chaudes comme Rigel, avec une température de surface de 12 000 C, émettent de la lumière bleue.

La double nature de la lumière

Les expériences avec la lumière au début du 20ème siècle ont révélé que la lumière avait deux natures. La plupart des expériences ont montré que la lumière se comportait comme une onde. Par exemple, lorsque vous faites briller la lumière à travers une fente très étroite, elle se dilate comme le fait une vague. Dans une autre expérience, appelée effet photoélectrique, lorsque vous faites briller la lumière violette sur le sodium métal, le métal éjecte les électrons, suggérant que la lumière est faite de particules appelées photons. En fait, la lumière se comporte à la fois comme une particule et une vague et semble changer sa nature en fonction de quelle expérience vous menez. Dans la désormais célèbre expérience à deux fentes, lorsque la lumière rencontre deux fentes dans une seule barrière, elle se comporte comme une particule lorsque vous recherchez des particules mais se comporte également comme une onde si vous cherchez des vagues.