Comme constaté dans l'approche historique, il est établi que la lumière est une onde électromagnétique. Comme toute onde éléctromagnétique, la longueur d'onde et la fréquence sont liées par la relation suivante :
Dans cette équation,
- λ représente la longueur d'onde de la lumière : unité le mètre (m),
- f la fréquence de la vibration : unité le Hertz (Hz),
- T la période de la vibration : unité la seconde (s),
- et c la célérité de la lumière : unité le mètre par seconde (m/s).
ATTENTION : cette relation n'est valable que dans le vide.
On peut aussi se rappeler que la célérité de la lumière dans le vide vaut 299792,458 km/s soit environ 3.108 m.s-1, c'est d'ailleurs avec cette valeur que l'on travaillera le plus souvent.
Le tableau récapitulatif, ci-dessous, présente les différentes ondes électromagnétiques ainsi que leurs fréquences et leurs longueurs d'onde :
| Fréquence (Hz) |
Longueur d'onde (m) |
Type d'ondes |
10000 |
30000 |
Hertzienne |
5.1015 |
600 |
Grande Onde |
2.109<f<3.1011 |
1.10-3<λ<1,5.10-2 |
Micro Ondes |
3.1011<f<3,75.1014 |
0,8.10-6<λ<1.10-3 |
Infra rouge |
3,75.1014<f<7,5.1014 |
0,4.10-6<λ<0,8.10-6 |
Visible |
7,5.1014<f<3.1016 |
10.10-9<λ<0,4.10-6 |
Ultra violet |
3.1016<f<3.1011 |
0,01.10-9<λ<10.10-9 |
Rayons X |
3.1019 |
0,01.10-9 |
Rayon γ |
Remarque : l'ensemble des ondes électromagnétiques n'est pas représenté dans ce tableau mais cela permet d'avoir un aperçu des domaines couverts par les ondes électromagnétique. De plus, on peut remarquer que la gamme du visible est très étroite par rapport aux autres ondes électromagnétiques.
Dans cette partie du module, nous allons nous intéresser au domaine visible. C'est ce domaine des ondes électromagnétiques que l'on va détailler :
| Fréquence (Hz) |
Longueurs d'onde (nm) |
Couleur |
3,8.1014 |
780 |
Rouge |
5,2.1014 |
580 |
Jaune |
5,7.1014 |
530 |
Vert |
4,3.1014 |
470 |
Bleu |
7,5.1014 |
400 |
Violet |
Remarque : Dans ce tableau, les valeurs correspondant aux différentes couleurs sont approximatives. En effet, il n'existe pas qu'un seul rouge (Carmin, Magenta ....) ce qui implique qu'il n'y a pas qu'une seule longueur d'onde ou fréquence par couleur. Il faut savoir que le rouge est le domaine le plus étendu d'un point de vue des longueurs d'onde (630 nm correspond encore à une couleur rouge).
