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Le rayon de soleil existe-t-il ?

Le rayon de soleil existe-t-il ?

FLÂNEUR DES SCIENCES

« Ah ben celui-ci, c’est pas une lumière ! » : voilà une erreur de jugement, quelle que soit l’activité cérébrale de la  personne ainsi désignée. À moins qu’elle ne soit définitivement refroidie (auquel cas, on prononce des jugements plus  courtois), elle émet forcément de la lumière. Car tout ce qui chauffe, c’est-à- dire qui dépasse le zéro absolu (– 273 °C) émet un rayonnement, fût-il invisible à l’œil. C’est ainsi que nous produisons un rayonnement, mais, comme notre  température n’est pas élevée, il n’émet que dans les infrarouges.

Pour comprendre ce qui produit ce rayonnement, il faut s’approcher au niveau des atomes. Tous les atomes ont un noyau (électriquement positif ) et un ou des électrons (négatifs). Ces derniers gravitent autour du noyau à une distance constante. Quand on les chauffe, ils s’excitent (c’est humain…) et se rapprochent du noyau. Mais, pour ce faire, ils doivent modifier la charge électrique qui les maintient à distance constante, et la perte de charge produit un photon, particule sans masse mais chargée magnétiquement. L’énergie transportée par le photon qui part est exactement celle que l’électron a perdue. Et plus on chauffe, plus les molécules bougent vite, et donc plus la fréquence de l’onde magnétique est grande, et la lumière produite va vers le bleu. On peut le vérifier dans les fréquences lumineuses visibles à l’œil : une flamme au gaz (bleue) est plus chaude qu’un feu de cheminée (rouge).

 

Fusion d’atomes

 

Bien. Revenons au cœur du Soleil. Avec ses 15 millions de degrés et 340 milliards de fois la pression terrestre, il s’y produit un beau paquet de fusions d’atomes qui sont compressés : des noyaux légers fusionnent pour produire des noyaux plus lourds dont la masse n’est pas exactement la somme des plus  lourds. Dans l’affaire, on a perdu du poids qui s’est transformé en énergie (E = mc2, c’est ça, c’est pas bien compliqué). Comme toute perturbation du champ magnétique, elle produit une onde : comme lorsqu’on lance un caillou dans l’eau, cela produit une perturbation qui n’affecte pourtant pas le flux normal de l’eau. C’est cette onde (qui est à la fois un photon et une onde, c’est bizarre mais c’est comme ça) qui peut être qualifiée de « rayon ».

Quant au fameux rayon vert… il existe bien. Au coucher et au lever du Soleil, la lumière traverse une couche atmosphérique 10 fois plus dense qu’au zénith, et le spectre lumineux en est modifié puisque les photons rencontrent davantage d’obstacles. Sous certaines conditions très précises (atmosphère calme, différence de température entre le sol et l’air, horizon dégagé…), le rouge et le vert, qui sont les couleurs qui passent le mieux, sont parfois très brièvement dissociés et on peut  apercevoir un éclair vert. Pas besoin d’être une lumière pour le voir. 

 

Chronique réalisée en collaboration avec le Mag de Sud Ouest.
http://www.sudouest.fr/lemag/

Photo credit: alainalele via photopin cc