Notions de base d'optique ondulatoire/La lumière, une onde électromagnétique

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Généralités sur les ondes électromagnétiques

La lumière fait partie des ondes électromagnétiques. Il en existe de toutes sortes ; les ondes radios, les micro-ondes, les rayons X sont toutes des ondes électromagnétiques, mais la lumière (380 nm < λ < 780 nm avec 1 nm = 10⁻⁹ m) est l’ensemble des ondes à laquelle l'œil humain est sensible. Une telle onde est caractérisée par sa longueur d'onde $\scriptstyle \lambda$, ou par sa fréquence $\scriptstyle \nu$, toutes deux liées par la relation $\lambda ={\frac {c}{\nu }}$ avec c la vitesse de la lumière dans le vide. Les ondes électromagnétiques n'ont pas besoin d'un support pour se propager.

Le schéma ci-dessous décrit la répartition des ondes électromagnétiques en fonction de la longueur d'onde. On remarquera que la lumière visible ne couvre qu'une petite plage du spectre des ondes électromagnétiques.

Spectre électromagnétique

Propriétés des ondes électromagnétiques

Schéma d'une onde électromagnétique

Une onde électromagnétique peut être représentée comme la superposition d’un champ électrique E et d’un champ magnétique B. Comme toutes les ondes électromagnétiques dans le vide, ou dans des DLHI, E et B sont :

• perpendiculaires à la direction de propagation; E, B⊥k (k est le vecteur d'onde, il symbolise la direction de propagation de l'onde)
• perpendiculaires entre eux; E⊥B
• en phase (nœuds et ventres de vibration se trouvent au même endroit)
• se déplacent dans le vide à la vitesse de 299 792 458 m/s