Un milieu dans lequel se propage la lumière est appelé milieu transparent. La lumière se propage dans le vide et dans l'air à la vitesse de 299 792 458 m/s, soit environ 300 000 km/s. Pour parcourir les quelque 150 millions de kilomètres qui nous séparent du Soleil, la lumière met environ 8 minutes et 20 secondes.
Les ondes peuvent-elles se propager dans le vide ? Si la grandeur physique qui se propage est liée à un milieu matériel (déformation, surpression, etc…) alors celle-ci ne peut pas se propager dans le vide. En particulier les ondes sonores ne peuvent se propager que dans l'air, un liquide ou dans un solide.
Dans le vide et dans tout milieu homogène et transparent, la lumière se propage de façon rectiligne, c'est-à-dire en ligne droite de la source au récepteur. D'autre part, comme le son, la vitesse de propagation de la lumière dépend du milieu de propagation.
Dans le cadre corpusculaire, où la lumière est une particule nommée photon, il est simple de comprendre pourquoi la lumière se propage en ligne droite : la particule est simplement en mouvement, et elle conserve son mouvement par inertie, n'ayant aucune raison de changer de direction puisqu'aucune force ne vient la ...
La lumière se propage en ligne droite dans le vide et dans les milieux transparents et homogènes : ce phénomène est appelé la propagation rectiligne de la lumière. Un milieu homogène est un milieu dont les propriétés physiques sont les mêmes en chacun de ses points. La lumière ne se propage pas dans un milieu opaque.
Nous expliquons que si nous avons parfois l'impression de « voir » la lumière (faisceaux laser, rayon de soleil passant au travers des feuilles des arbres dans une forêt), c'est en réalité parce que l'air contient des particules telles que des gouttelettes d'eau ou autres impuretés.
Le principe a été énoncé au début du 20e siècle par Albert Einstein avec sa théorie de la relativité restreinte.
La lumière est d'un côté une onde électromagnétique, se propageant dans l'espace et le temps. En fait, nous baignons en permanence dans un champ électromagnétique, créé par la présence de particules chargées et leur déplacement. Une perturbation de ce champ se propagera: c'est une onde électromagnétique.
On peut distinguer dans l'univers deux types de substance : la matière, qui possède une masse, et la lumière, de masse nulle. La lumière peut se propager dans le vide, toujours à la même vitesse.
Le son est une onde mécanique : il nécessite un milieu matériel (solide, liquide ou gaz) pour se propager. Les sons ne peuvent pas se propager dans le vide (contrairement aux ondes lumineuses). Si l'on place une sonnette dans une cloche dans laquelle le vide a été fait, on peut la voir vibrer mais aucun son n'est émis.
En l'absence de matière, la vibration ne peut se propager de proche en proche. Le son ne peut donc pas être diffusé dans le vide (par exemple dans l'espace).
Dans le vide, la lumière se déplace plus rapidement (300.000.000 mètres par seconde) que dans la matière. Et il est à noter que la vitesse de la lumière dans le vide correspond à une constante fondamentale de la physique. Dans l'eau, la lumière se propage à une vitesse moindre, à quelque 225.000.000 mètres par seconde.
Dès la fin du XIX e siècle, il est acquis qu'elle vaut environ 300 000 km/s ; en 1975, le résultat fiable le plus précis est 299 792 458 ± 1 m/s . En 1983, un accord international redéfinit le mètre de telle sorte que la vitesse de la lumière est d'exactement 299 792 458 m/s .
Bien que la lumière n'ait pas besoin de support matériel pour se propager, elle se déplace tout de même sur le champ électromagnétique. Et comme ce champ ne peut pas varier infiniment vite, la lumière se déplace elle aussi à une vitesse finie.
De manière plus technique, on peut dire que la lumière est une onde électromagnétique, c'est-à-dire que c'est un champ électrique associé à un autre champ magnétique qui voyagent ensemble dans l'espace. L'éclairement lumineux se mesure en lux, à l'aide d'un appareil électrique appelé luxmètre.
Cet objet peut soit produire sa propre lumière, soit réfléchir le rayonnement d'une autre source. Le Soleil est une source lumineuse, puisqu'il produit un rayonnement lumineux. La Lune est également une source lumineuse, puisqu'elle éclaire en réfléchissant la lumière du Soleil.
On appelle source primaire, toute source qui produit de la lumière. Elle est visible, même isolée de toute autre source lumineuse. Le Soleil, les étoiles, la lave, le feu, les lucioles, les verts luisants, etc., sont des sources primaires de lumières.
Cela pourrait signifier que le neutrino se déplace à une vitesse de 299 799,9 ± 1,2 km/s , soit 7,4 km/s de plus que la vitesse de la lumière.
Rien ne peut aller plus vite que la lumière dans le vide. C'est une constante physique qui détermine notre compréhension de l'univers depuis la fin du 20e siècle.
La relation E=mc2 exprime l'équivalence entre la masse et l'énergie. Si on multiplie la masse m d'un corps par la constante physique c (qui représente par ailleurs la vitesse de la lumièrevitesse de la lumière dans le vide) au carré, alors on obtient une énergie.
La lumière est souvent identifiée à sa source (ampoule, bougie, soleil ...) ou son impact lumineux sur un objet diffusant (Lune, livre éclairé ...). C'est en fait un rayonnement invisible tant qu'elle ne pénètre pas notre oeil. On peut donc affirmer que la lumière est "invisible de profil".
En eau profonde, lorsque l'on regarde sous l'eau, la lumière que l'on voit est celle diffusée par les molécules d'eau. La diffusion étant plus importante pour les petites longueurs d'onde (bleu) que pour les grandes longueurs d'onde, l'eau parait bleue.
Dans l'eau, la lumière va moins vite que dans l'air. Il en résulte qu'une onde plane qui passe de l'air dans l'eau subit une cassure si elle est oblique par rapport au plan d'eau. Le rayon lumineux, perpendiculaire à cette onde, subit la même cassure.