La lumière peut être modélisé de deux manières : ondulatoire ou corpusculaire.
Ici, nous n’étudierons que l’aspect ondulatoire de la lumière.
Une onde électromagnétique est la propagation d’un champ électrique et d’un champ magnétique normaux entre eux.
Une onde électromagnétique est transversale : les champs associés à l’onde sont perpendiculaires à la propagation de l’onde.
Une onde électromagnétique ne nécessite pas de milieu matériel pour se propager, elle peut se propager même dans le vide.
La célérité d’une onde électromagnétique dépend d’un paramètre nommé indice de réfraction, qui est défini par les propriétés électriques du milieu de propagation.
L’indice de réfraction nmilieu d’un milieu est le rapport de la célérité de la lumière dans le vide cvide par la célérité de la lumière dans ce milieu cmilieu :
nmilieu=cmilieucvide
L’indice de réfraction est une grandeur sans unité qui varie de 1 (pour le vide) à l’infini.
L’indice de réfraction d’un corps n’est pas constant, mais varie selon la longueur d’onde.
Néanmoins, on considère ceux-ci constants pour toutes les longueurs d’onde de la lumière « visible ».
Spectre électromagnétique
La lumière telle que nous la connaissons n’est qu’une toute petite partie d’un vaste ensemble que l’on nomme spectre électromagnétique.
Le spectre électromagnétique est la description de l’ensemble des rayonnements électromagnétiques classés selon leur fréquence, leur longueur d’onde ou leur énergie.
Le spectre électromagnétique se divise en sept grands domaines, que nous allons présenter par longueur d’onde croissante.
Les rayons γ (gamma) : leur longueur d’onde est inférieure à 1 picomètre (1×10−12m).
Les rayons X : leur longueur d’onde est comprise entre 1 picomètre (1×10−12m) et 10 nanomètres (1×10−8m).
Les rayons ultraviolets : leur longueur d’onde est comprise entre 10 et 380 nanomètres.
Le spectre visible s’étend de 380 nanomètres à 780 nanomètres.
Les rayons infrarouges : leur longueur d’onde est comprise entre 780 nanomètres et 1 millimètre.
Les micro-ondes : leur longueur d’onde est comprise entre 1 millimètre et 1 mètre.
Les ondes radio : leur longueur d’onde est comprise entre 1 mètre et 105 kilomètres.