Lumière et longueurs d'onde

[Lastronome]

Bonjour,

 

Après quelques recherches, une question qui me trotte dans la tête ne trouve pas de réponse.

Il est dit à maints endroits qu'à chaque couleur issue de la décomposition de la lumière blanche on associe une longueur d'onde.

Ma question porte sur le "Comment ?"

Comment a-t-on pu faire cette association ?

Comment a-t-on pu déterminer que la longueur d'onde du rouge est 700 nm et pas 2000 ou 3000 nm ?

 

Merci de votre réponse.

[Jeff Hawke]

A ma connaissance, c'est Young qui a mesuré le premier la longueurs d'onde associée à une couleur, en produisant les fameuses interférences (en faisant passer un faisceau - éventuellement monochrome - par deux trous rapprochés). La taille des franges d"interférence doit permettre de déduire la longueur d'onde, à l'aide moult calculs et raisonnements. Mais c'était des bons, à l'époque...

[n@t]

Bonjour,

 

Après quelques recherches, une question qui me trotte dans la tête ne trouve pas de réponse.

Il est dit à maints endroits qu'à chaque couleur issue de la décomposition de la lumière blanche on associe une longueur d'onde.

Ma question porte sur le "Comment ?"

Comment a-t-on pu faire cette association ?

Comment a-t-on pu déterminer que la longueur d'onde du rouge est 700 nm et pas 2000 ou 3000 nm ?

 

Merci de votre réponse.

 

Je pense que pour trouver cette association il faut partir de la base, c'est à dire de l'emission lumineuse. L'energie émise est fonction de la constante de Planck (h) et le la fréquence (f). Donc en mesurant l'énergie on détermine la fréquence et comme la longueur d'onde (lambda) est liée à la fréquence par la relation f = c/lambda, on détermine la longueur d'onde. "c" est bien sûr la célérité de la lumière.

[Jeff Hawke]

L'energie émise est fonction de la constante de Planck (h) et le la fréquence (f). Donc en mesurant l'énergie on détermine la fréquence et comme la longueur d'onde (lambda) est liée à la fréquence par la relation f = c/lambda, on détermine la longueur d'onde. "c" est bien sûr la célérité de la lumière.

 

Oui, mais tout ça, les Fresnel, Young, Faraday,... ils ne le savaient pas... Et ils avaient quand même associé des longueurs d'onde aux couleurs...

[Lastronome]

Euh ... ça, ça répond à la question ? (je ne comprends pas tout dans ces calculs)

[Jeff Hawke]

Euh ... ça, ça répond à la question ?

 

Non, ça ne répond pas à ta question initiale (qui relevait plutôt de l'histoire scientifique..."Comment a-t-on fait ?")

[Olivier Thizy]

Bonjour,

 

 

Je ne sais pas qui le premier a introduit cette notion de longueur d'onde, mais je pencherais pour Young et son expérience avec deux trous. Tu prends une lumière monochromatique (par exemple en mettant un filtre devant une lumière blanche) et tu mets un masque avec deux trous très fins devant et un écran derrière.

 

Tu vas voir apparaître des franges d'interférences sur l'écran car la lumière venant des deux trous est cohérente et les ondes lumineuses s'ajoutent ou s'annulent suivant si c'est en phase ou en opposition de phase.

 

La taille des franges est liée à la taille des trous, à la distance entre les trous et la distance à l'écran... et à la longueur d'onde des ondes lumineuses. En faisant varier la couleur de la lumière, tu verras que les franges sont différentes. Tu peux ainsi arriver à mesurer des longueurs d'onde.

 

Les interférences lumineuses sont à la base de la spectroscopie et des réseaux de diffraction utilisé dans les spectrographe modernes.

 

 

Cordialement,

Olivier Thizy

http://www.shelyak.com/fr

[n@t]

Euh ... ça, ça répond à la question ? (je ne comprends pas tout dans ces calculs)

 

Non pas vraiment, mais je me rends compte que moi non plus je n'ai pas répondu à ta question . J'ai lu un peu vite... historiquement c'est bien à Young que l'on doit les 1ères mesures de longueurs d'onde grâce à ses fameux "trous". La distance entre les franges d'interférences (i) (traits de couleur et traits sombres) est proportionnelle à la longueur d'onde (lambda): i=(lambda*D)/a avec "a" distance entre les deux trous et "D" distance entre les trous et l'écran. Donc en mesurant la distance entre deux "traits" de même couleur on peut calculer la longueur d'onde correspondante.

[Snark]

Je pense qu'à l'origine on a fait le rapport entre température et couleur, cette température représente une énergie à partir de laquelle on peut calculer une longueur d'onde.

Voir notamment: corps noir.

[Jeff Hawke]

Je pense qu'à l'origine on a fait le rapport entre température et couleur, cette température représente une énergie à partir de laquelle on peut calculer une longueur d'onde.

Voir notamment: corps noir.

 

Non, je crois que l'approche énergétique est postérieure aux considérations ondulatoires (le prisme de Newton, la diffraction de Grimaldi, Fresnel, Young...).

 

Corps noir, catastrophe ultra-violette et puis Planck, les quantas...C'est beaucoup plus récent.

[n@t]

Je pense qu'à l'origine on a fait le rapport entre température et couleur, cette température représente une énergie à partir de laquelle on peut calculer une longueur d'onde.

Voir notamment: corps noir.

 

Young c'est début 19e siècle et les lois du rayonnement (Wien, Planck) c'est plutôt fin 19e.

[Snark]

Young c'est début 19e siècle et les lois du rayonnement (Wien, Planck) c'est plutôt fin 19e.

 

Mais le tout est de savoir à quelle époque on a réussi à définir la longueur d'onde des couleurs.

[Alphataurus]

Salut,

Moi aussi je pencherai pour Young , avec les fameuses "franges de Young" , c'est lui qui a réussi à associer une couleur à un chiffre (longueur d'onde).

Citation sur cette experience :

"On oublie trop souvent que cette expérience fut la première qui permit d’attribuer un nombre à une couleur de l’arc-en ciel. Si, dès 1700, Newton avait inventé le prisme, l’avait installé à la sortie de son télescope pour étudier la composition de la lumière émise par les astres, ses descriptions manquaient de précision faute d’un étalon de mesure.

 

Reprenons la valeur de l’interfrange i = λ D / a. On voit que le facteur multiplicatif

(D/a) peut être énorme. Avec D = 4m et a = 0,5 mm, il vaut 8000. En utilisant un microscope pour déterminer précisément la valeur de a, et en faisant porter les mesures sur une vingtaine d’intervalles, on peut atteindre une précision de l’ordre de 1% sur la mesure de λ.

A la notion vague de couleur (jaune-vert, jaune paille, jaune franc, jaune-or, jaune orange) se substituait un chiffre dont la précision allait considérablement augmenter avec l’invention des réseaux de diffraction puis de l’interféromètre de FABRY-PEROT."

 

@+

[Gulliver]

Confirmation; c'est bien Thomas Young qui a mesuré le premier la longueur d'onde des lumières rouge et violette:

 

http://astro-canada.ca/_fr/a3300.html