Pour nous, la lumière est d’abord ce phénomène extraordinaire qui éclaire le monde et le rend visible. Que ferions-nous sans elle ? Depuis qu’il a ouvert les yeux sur le monde, l’être humain vénère le Soleil, dieu de la lumière, source de vie et de sécurité. Depuis l’émergence du questionnement rationnel, nous questionnons maintenant la nature physique de ce phénomène. Mais qu’est-ce donc que la lumière ?

La lumière est une forme d’énergie produite par la matière. Pour comprendre comment elle est générée, il faut examiner les constituants même de la matière, c’est-à-dire les atomes.

Un atome ressemble un peu à une ruche autour de laquelle tourne de gros essaims d’abeilles : la ruche correspond au noyau de l’atome tandis que les essaims d’abeilles représentent les nuages d’électrons que l’on retrouve autour du noyau.

Le noyau et les électrons ont cependant une propriété particulière : celle d’être électriquement chargés. Qui plus est, les charges électriques qu’ils portent sont opposées. Ainsi, le noyau atomique possède une charge que l’on dit « positive » et les électrons une charge opposée dite « négative ». Or, dans le monde des particules atomiques, les contraires s’attirent ; conséquemment noyau et électrons sont mutuellement liés au sein de l’atome.

Il existe aussi une différence importante entre les abeilles et les électrons : les abeilles peuvent voler n’importe où autour de la ruche tandis que les électrons, eux, ne peuvent en aucun cas se retrouver n’importe où autour du noyau et ce, malgré la force d’attraction qu’ils subissent de sa part ; seules certaines « orbites » spécifiques (les scientifiques disent « orbitales ») situées à des distances précises leur sont permises.

Si un électron ne peut occuper n’importe quelle position autour du noyau, il peut cependant modifier la distance qui l’en sépare en changeant d’orbitale. Pour ce faire, son contenu en énergie doit être altéré de façon à le faire correspondre exactement à celui de l’orbitale qu’il va occuper.

Pour passer d’une orbitale éloignée à une orbitale plus rapprochée, par exemple, l’électron doit se défaire d’une partie de son énergie. L’énergie libérée aura une composante électrique, mais aussi, comme tout corps chargé négativement, une composante magnétique. C’est sous la forme de petits « paquets d’énergie », appelés photons, que l’électron se débarrasse de son surplus d’énergie.

Photon et onde électromagnétique sont donc en quelque sorte synonymes. En langage courant, ils portent le même nom : celui de lumière. En effet, un photon n’est rien de moins qu’une « particule de lumière » et une onde électromagnétique, une « onde lumineuse ».
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