Propagation et vitesse de la lumière

Un milieu homogène est un milieu dont les propriétés physiques sont les mêmes en chacun de ses points. La lumière ne se propage pas dans un milieu opaque.

Schéma d’un rayon lumineux

Le trajet suivi par la lumière n’est pas visible, on modélise ce trajet par un rayon lumineux qui est constitué par des segments de droites qui partent toujours de la source et qui sont orientés dans le sens de la propagation.

Un rayon lumineux est donc un étroit faisceau lumineux.

La vitesse de propagation de la lumière dans le vide, appelée célérité et notée c, est une constante universelle.
Sa valeur est :  = 299 792 458 m·s^–1, soit environ  = 3,00 × 10⁸ m·s^–1.

Dans l’air, la vitesse de propagation de la lumière a quasiment la même valeur.

Pour calculer la vitesse de propagation de la lumière dans le vide, on fait le rapport de la distance parcourue d et de la durée Δt pour la parcourir.

avec :  la vitesse de la lumière dans le vide, en m·s–1 d la distance parcourue, en m Δt la durée pour parcourir cette distance, en s

Exemple
La lumière du Soleil met 8 min et 20 secondes à nous parvenir (elle voyage dans le vide).
Soit 8 × 60 + 20 = 500 s.

La distance Terre – Soleil est égale à 150 millions de kilomètres.

Soit 1,5 × 10¹¹ m. On trouve donc  m·s^–1.

La vitesse de la lumière dans le vide  est une vitesse limite : aucun objet ne peut aller plus vite que la lumière dans le vide.

Voici quelques vitesses courantes, en m·s^–1.