Vous vous êtes déjà demandé comment la lumière parvient jusqu'à vos yeux ? Elle provient d'une chose extraordinaire appelée source de photons. Photon : Une petite unité individuelle qui transporte à la fois la lumière et l'énergie. Ces petites choses sont géniales car elles se déplacent presque à la vitesse de la lumière ! À ce stade, nous pouvons tout apprendre sur les photons — ce dont ils sont faits et d'où viennent les faisceaux. Alors, partons découvrir un peu de lumière ! ...
Les physiciens considèrent la lumière et l'énergie comme étant constituées de petites parties appelées photons. Ce sont comme de petits coureurs qui traversent l'espace. Ils sont produits lorsque des particules chargées, telles que des électrons et des protons, entrent en collision avec d'autres électrons ou positrons. La collision des particules contreparties produit alors des photons. Par exemple, la source la plus significative de photons est le soleil. Le soleil émet de l'énergie sous forme de photons à travers l'espace vide jusqu'à la Terre, que nous percevons comme de la lumière et de la chaleur. L'absence du soleil et de ses photons rendrait notre monde un endroit froid et sombre !
La majorité des photons ne sont pas créés de manière égale et c'est un processus important à observer. Il existe un phénomène appelé émission spontanée. Cela se produit lorsque l'électron d'un niveau d'énergie supérieur revient à l'un des niveaux inférieurs, émettant un photon. Imaginez un ballon qui a été gonflé — maintenant, imaginez-le éclaté — il libère de l'énergie ! Ce processus est appelé émission stimulée et est une deuxième manière dont les photons sont produits. Et c'est exactement ce qui se passe dans les lasers. Alors que dans les lasers, les photons voyagent dans une seule direction, faisant émettre plus de photons aux autres atomes. Cela concentre la lumière en un faisceau intense et puissant, comme celui que nous pouvons voir lorsqu'un pointeur laser brille !
Beaucoup des meilleures lumières que nous possédons sont dans nos laboratoires et hôpitaux. Une source de faisceau intense pourrait être réalisée par un synchrotron, appelé ainsi car il s'agit d'une lumière très brillante. C'est une machine unique car elle génère de la lumière à travers des accélérateurs d'électrons presque à la vitesse de la lumière et courbés grâce à des aimants. Et cela génère un très grand nombre de photons que les chercheurs peuvent observer pour examiner différents matériaux et êtres vivants minuscules à des échelles très petites. C'est comme si les scientifiques avaient reçu une loupe supra-grandissante basée sur la lumière qui leur permet de voir des choses à des échelles plus petites que ce que notre cerveau peut même concevoir.
La seule chose, c'est que... les photons sont de drôles de boules et ils viennent avec certaines particularités ! Aucun poids n'est révélé, mais de l'énergie. Cela signifie qu'ils peuvent voyager légers. Intéressant, les photons peuvent également être à la fois des particules et des ondes (le quantum d'une onde). Ils reflètent les couleurs et chaque couleur a une longueur d'onde différente. C'est parce que la lumière de différentes couleurs voyage de différentes manières - par exemple, la lumière rouge a une longueur d'onde plus longue que la lumière bleue, donc lorsque des lumières rouges et bleues sont émises ensemble, elles se déplacent à des allures séparées. Et cette combinaison de couleurs est ce qui nous fait voir un arc-en-ciel !
Les photons peuvent être créés de manière naturelle, comme les photons provenant du soleil, ou artificiellement à l'aide d'une technologie plus sophistiquée basée sur les lasers et les synchrotrons. Ils peuvent également être capturés par d'autres choses, telles que les plantes et diverses substances qui les transforment en différentes formes d'énergie (par exemple, chimique dans le cas où une plante pousse ou électrique pour alimenter nos appareils). Cela est important car cela montre comment l'énergie peut se convertir d'une forme à une autre.
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