grandeur

longueur d'onde

La distance entre les crêtes successives d'une onde, qui détermine sa couleur dans la lumière visible.
10 articles liés · 6 formules

Description

La longueur d'onde est la période spatiale d'une onde — la distance entre deux crêtes (ou creux) consécutifs mesurée le long de la direction de propagation. Dans la lumière visible, la longueur d'onde détermine la couleur perçue par l'œil humain : la lumière rouge a une longueur d'onde plus grande (environ 700 nanomètres), tandis que le violet en a une plus courte (environ 400 nanomètres). Ce concept s'applique à toutes les ondes, des ondes sonores et aquatiques au rayonnement électromagnétique et aux ondes de matière quantiques.

Histoire

La nature ondulatoire de la lumière et le concept de longueur d'onde ont été établis au XVIIe siècle par Christiaan Huygens, puis quantifiés par l'expérience des fentes de Young en 1801, qui a mesuré les longueurs d'onde de la lumière visible.

Comment ça marche

Pour une onde se propageant à vitesse constante, la longueur d'onde est inversement proportionnelle à la fréquence : une longueur d'onde plus courte signifie une fréquence plus élevée et davantage d'oscillations par seconde. Dans les ondes électromagnétiques, la longueur d'onde et la fréquence déterminent ensemble l'énergie des photons — une longueur d'onde plus courte correspond à une énergie plus élevée. En mécanique quantique, la longueur d'onde de de Broglie d'une particule est inversement proportionnelle à son impulsion, reliant le comportement ondulatoire à la masse et à la vitesse.

En pratique

La longueur d'onde est fondamentale en spectroscopie, dans les télécommunications (la fibre optique utilise des longueurs d'onde infrarouges spécifiques) et en imagerie médicale (les longueurs d'onde des rayons X pour la radiographie).

Anecdote

La longueur d'onde d'un signal Wi-Fi typique est d'environ 12 centimètres — à peu près la largeur d'une main humaine.

Concept graph →

Formules

$$\Delta\phi = \frac{2\pi}{\lambda} \Delta n L$$
Phase change due to refractive index variation in medium.
Ce qu'il y a dans la formule
ΔφvariablePhase shift — déphasage radian
λvariableWavelength of light — longueur d'onde metre
ΔnvariableChange in refractive index — refractive index change
LvariablePath length through medium — longueur metre
$$2d \sin\theta = n\lambda$$
Constructive interference occurs when path difference equals integer wavelengths.
Ce qu'il y a dans la formule
dvariableInterplanar spacing of the crystal lattice — espacement du réseau metre
θvariableGlancing angle of incidence (and reflection) relative to the planes — angle radian
nvariableOrder of reflection (positive integer) — diffraction order
λvariableWavelength of the incident wave — longueur d'onde metre
sinopérateurTrigonometric sine of the angle — sine function
$$\Delta\theta = \mathrm{RM} \cdot \lambda^2$$
Rotation of polarization angle proportional to wavelength squared.
Ce qu'il y a dans la formule
ΔθvariableRotation angle of polarization plane — polarization rotation angle radian
λvariableWavelength of light — longueur d'onde metre
RMconstanteRotation measure, proportional to integrated electron density times magnetic field along the line of sight — mesure de rotation = varies (e.g., 0.812 rad m^-2 for typical radian per metre squared
$$f_\lambda \propto \lambda^\beta$$
Spectral flux density follows a power law in wavelength.
Ce qu'il y a dans la formule
f_λvariablespectral flux density per unit wavelength — spectral flux density watt per metre cubed
λvariablewavelength — longueur d'onde metre
βvariablespectral index — indice spectral
∝opérateuris proportional to — proportional to
$$\Delta\lambda = \frac{\lambda}{c} \sqrt{\frac{2k_B T}{m}}$$
Thermal motion broadens spectral lines via the Doppler effect.
Ce qu'il y a dans la formule
\Delta\lambdavariableLine broadening (full width at half maximum) — line width metre
\lambdavariableCentral wavelength of the spectral line — longueur d'onde metre
TvariableTemperature of the emitting/absorbing gas — température kelvin
mvariableMass of the emitting/absorbing particle — masse kilogram
cconstanteSpeed of light in vacuum — vitesse de la lumière = 299792458 metre per second
k_BconstanteRelates thermal energy to temperature — constante de Boltzmann = 1.380649e-23 joule per kelvin
\sqrt{}opérateurTakes the square root of the argument — racine carrée
$$E(B-V) = \frac{2.5}{k(\lambda_2) - k(\lambda_1)} \log_{10}\left( \frac{(F_{\lambda_1}/F_{\lambda_2})_{\text{obs}}}{(F_{\lambda_1}/F_{\lambda_2})_{\text{int}}} \right)$$
Corrects observed flux ratios for interstellar extinction using reddening curve.
Ce qu'il y a dans la formule
E(B-V)variableColor excess between B and V bands — color excess
k(λ)variableExtinction curve at wavelength λ — extinction curve
F_λvariableFlux at wavelength λ — flux watt per metre squared
λvariableWavelength — longueur d'onde metre
log10opérateurBase-10 logarithm — logarithme décimal

Articles liés · 10

Optique2026-08-121 minarXiv:2608.12040express
Comment les électrons se repoussent mutuellement
Deux électrons, éjectés de la pointe d'une aiguille métallique presque simultanément, commencent à se repousser, comme deux personnes qui se faufilent en même temps par une porte étroite. Plus ils sont proches l'un de l'autre, plus ils se gênent.
Optique2026-08-112 minarXiv:2608.10369express
Un faisceau dans un tube d'air : le laser guide la lumière sur 100 mètres en plein air
Une lampe de poche ordinaire éclaire dans toutes les directions, et après quelques dizaines de mètres, son faisceau s'affaiblit au point d'éclairer à peine un mur. L'atmosphère diffuse la lumière, et le vent ainsi que les courants thermiques la déforment encore davantage.
Le phare cosmique invisible : ce que cache le radiotransitoire ASKAP J1745-5051
Les radiotransitoires à longue période (LPT) forment une classe énigmatique découverte récemment. Leurs impulsions durent des minutes ou des heures, et personne n'en comprenait la nature. ASKAP J1745-5051, capté par le télescope australien ASKAP, est le premier à avoir reçu une explication complète.
Physique quantique2026-06-212 minarXiv:2606.22292express
La spirale neutronique a séparé deux grandeurs enchevêtrées
Une pierre tombe dans l'eau — et des cercles se propagent dans toutes les directions. Jetez une poignée de pierres d'un coup, et les cercles se superposent : on ne distingue plus qui a fait quoi. C'est à peu près ce à quoi ressemble un faisceau de neutrons arrivant sur un détecteur : une tache lumineuse, floutée par de nombreuses causes.
L'écho radio des âges sombres de l'Univers
Le rayonnement fossile est la lueur résiduelle du Big Bang, que nous observons sur les ondes millimétriques. Mais il possède aussi une traîne de grandes longueurs d'onde qui s'étend dans le domaine radio.
Les ondes gravitationnelles à travers le prisme d'une autre gravité
Une pierre tombe dans un étang et des cercles se propagent à la surface de l'eau. Si ces cercles rencontrent une branche émergée, une partie de l'ondulation se réfléchit, une autre contourne l'obstacle.
Optique2026-05-153 minarXiv:2605.15632express
La lumière renversée dans le temps
Un caillou jeté dans un étang fait naître des ronds qui s'étendent dans toutes les directions. Imaginez maintenant que l'étang lui-même se transforme soudain en gelée, et ce, instantanément, plus vite que la vague n'a le temps de former une seule crête.
Optique2026-04-041 minarXiv:2604.03771express
La lumière trouve sa poche
La lumière, en traversant un milieu trouble — par exemple un verre de lait ou du verre dépoli — se diffuse dans toutes les directions. Mais parfois, au lieu de se disperser, elle reste piégée dans de minuscules « poches » à l'intérieur du matériau. Ces poches, les physiciens les appellent des modes localisés : la lumière y tombe comme dans un piège et ne peut plus en sortir.
Des vagues sur un streamer solaire : les éjections lentes savent aussi faire vibrer
Au-dessus de la surface du Soleil flottent de longs rubans de gaz lumineux : les streamers. On dirait de gigantesques harpes tendues dans la couronne. Lorsqu'une vague parcourt un tel ruban, il tremble et se courbe, comme une corde après un pincement.
Les quasars sont plus grands qu'on ne le pensait
Si une énorme trou noir vit au centre d'une galaxie, elle chauffe le gaz qui tombe dessus à des températures incroyables. Ce gaz brille, et nous le voyons comme un quasar — le phare le plus brillant de l'univers. Mais comment mesurer la taille de la source lumineuse elle-même ?