1ère partie: DES SIGNAUX POUR OBSERVER ET COMMUNIQUER

Chap I: propagation de la lumiere

1) Valeur de la vitesse de la lumière dans différents milieux :

La lumière n’est pas visible dans l’air. Pour la voir, celle-ci doit se propager dans un milieu diffusant (poussière, fumée...).

La lumière se propage dans le vide à la vitesse de 300 000 km/s.

Dans notre environnement, la lumière se déplace dans l’air. La vitesse est la même que dans le vide. Dans les autres milieux transparents, la lumière se déplace moins vite (exemples : 225 000 km/s dans l’eau ; 200 000 km/s dans le verre).

2) Les distances dans l’univers : l’année-lumière :

Proxima, l’étoile la plus proche de la Terre en dehors du Soleil, se trouve à 40000 milliards de km (4.10¹³ km) de nous. Les astronomes utilisent une autre unité pour exprimer ces énormes distances: l’année-lumière (al) qui représente la distance que la lumière parcourt en un an. 1 al représente environ dix milles milliards de km (250 millions de fois le tour de la Terre).

Par exemple, l’étoile Vega est située à 25,05 al de la Terre. Cela veut dire que la lumière de cette étoile met 25,05 années pour parvenir jusqu’à nous : observer Vega aujourd’hui, c’est l’observer telle qu’elle était il y a plus de 25 ans.

3) Calcul d’une distance à l’aide de la lumière :

Le laser est une source lumineuse capable de produire un faisceau très fin et très directif.

Pour calculer une distance d à l’aide de la lumière, on mesure la durée t que la lumière met pour parcourir cette distance et on utilise la formule

v=d/t (v en m/s, d en m, et t en s).

qui peut s’écrire d=v x t ou t=d/v

Une lumière, comme celle émise par un télémètre laser, est un signal car elle transporte une information, permettant de déterminer indirectement une distance. Cette méthode est notamment appliquée pour mesurer la distance Terre-Lune.

4) Les rayonnements invisibles :

La lumière visible fait partie d’un ensemble plus général, les rayonnements, qui se propagent dans les milieux transparents avec la même vitesse.

On rencontre différents types de rayonnements, non visibles par l’œil humain, et ayant des propriétés très différentes. On peut les trier selon leur énergie.

Le spectre des rayonnements se présente sous la forme :

Rayons gamma >>> rayons X >>> Ultraviolets >>> Visible >>> Infrarouges >>> Ondes radio

-Les rayons gamma traversent facilement la matière et sont très dangereux pour les cellules vivantes.

-Les rayons X sont utilisés pour les radiographies ou le contrôle des bagages.

-Les ultraviolets sont nocifs pour la peau.

-Dans le domaine visible, on distingue l'ensemble des couleurs de l'arc en ciel, du violet au rouge.

-Les infrarouges sont utilisés pour mesurer des températures.

-Les ondes radio sont utilisées dans les systèmes radar (localiser et identifier les objets) et pour la transmission de l'information (radio, télévision et téléphone).