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ossier
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© Laboratoire de physique des lasers, Villetaneuse - Sébastien Forget
En haut, une source de lumière classique. Le spectre est très large, s’étalant sur
tout le visible et au-delà vers le proche infrarouge et le proche ultraviolet. Il est
donné par la loi de Planck à partir de la température du gaz ou du filament. La
lumière est émise dans 4π stéradians à partir d’une surface importante, ce qui
donne une étendue géométrique très supérieure à l’étendue de cohérence. C’est
donc une source temporellement et spatialement très peu cohérente qu’on ne
pourra vraiment focaliser ni dans le temps ni dans l’espace.
En bas, un laser à hélium-néon émettant une lumière visible quasi monochroma-
tique dans une étendue géométrique proche de l’étendue de cohérence, donc
temporellement et spatialement très cohérente. Le laser permet ainsi d’obtenir
soit une tache focale de surface très réduite (limitée par le carré de la longueur
d’onde), soit une divergence de faisceau très faible, que l’on peut réduire à volonté
en augmentant la taille du faisceau.
Pour décrire la géométrie de l’espace-temps en
présence de gravitation, il faut faire appel à dix
quantités, les potentiels de gravitation, qui vont
correspondre aux accélérations, rotations et autres
déformations de l’espace-temps que subissent
les objets. Parmi ces déformations, on trouve
également des ondes comparables à la lumière
et qui se propagent à la même vitesse : les ondes
gravitationnelles. Pour compléter cette géométrie en
présence de champs électriques et magnétiques,
quatre potentiels supplémentaires se révèlent
nécessaires : ce sont les quatre composantes du
potentiel-vecteur électromagnétique qui couplent
les quatre coordonnées d’espace-temps et l’espace
interne aux objets.
Quand les atomes parlent aux atomes :
émission et réception de lumière
Pour produire cette modification de l’espace
désignée par champ électromagnétique, il faut que la
matière contienne des sources pour ce champ, que
l’on qualifie de charges. Ainsi, les électrons libres,
tout comme ceux contenus dans les atomes et les
molécules, pourront engendrer une onde lumineuse
à condition que leur mouvement ait les bonnes
caractéristiques. Dans un atome, par exemple, ce
mouvement devra correspondre à un changement
d’orbite des électrons autour du noyau atomique.
Inversement, le champ électromagnétique pourra
altérer le mouvement des charges qu’il rencontre,
et ainsi exciter un atome contenant ces charges
par absorption de lumière, ou encore stimuler son
émission.
Propriétés essentielles de la lumière
Quelle que soit sa nature, toute oscillation possède
une
phase
, c’est-à-dire un angle qui repère sur un
cercle où en est l’oscillation dans son évolution
périodique entre maximum et minimum. Dans le