Pourquoi un objet est il plus ou moins brillant?

[evrardo]

Bonjour,
Je ne comprends pas très bien comment qu'est ce qui détermine la luminosité d'un objet.
La longueur d'onde des photons détermine la couleur, mais la luminosité?
L'intensité énergétique des photons?

Merci pour vos explications.
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[invitef29758b5]

Salut
La quantité de photons et leur énergie individuelle donne l' énergie totale .

[invite473b98a4]

Sans forcément parler de photons, classiquement l'intensité lumineuse est proportionnelle au carré du champ électrique d'une onde électromagnétique. C'est donc l'amplitude d'une onde électromagnétique qui donne l'intensité d'une onde électromagnétique, et la lumière est une onde électromagnétique.

[Nicophil]

Bonjour,

Oui, le débit de photons, qui donne des watts. Le plus souvent, on mesure la DSP (densité surfacique de puissance) d'un rayonnement, en W/m².

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

Attention, il y a deux choses là :
- tout d'abord l'intensité de la lumière en soit, c'est ce qui concerne les deux commentaires ci-dessus, et voir par exemple dans wikipedia à luminance et consor
Ensuite, je ne sais pas si c'est important (mais la question parlait d'objet) :
- le fait qu'un objet reflète plus ou moins de la lumière. Et là aussi il y a deux aspects : la quantité d'énergie absorbée, qui dépend essentiellement du spectre de la lumière reçue et des coefficients d'absorption selon la longueur d'onde, et deuxième aspect : le fait que la lumière reflétée est diffuse ou "directe" (comme un miroir) (les deux pouvants se combiner), ce qui dépend de l'état de surface. (l'absorption c'est très complexe, ça dépend de l'état de surface, de la structure moléculaire et des atomes et des liaisons chimiques).

[evrardo]

- le fait qu'un objet reflète plus ou moins de la lumière. Et là aussi il y a deux aspects : la quantité d'énergie absorbée, qui dépend essentiellement du spectre de la lumière reçue et des coefficients d'absorption selon la longueur d'onde, et deuxième aspect : le fait que la lumière reflétée est diffuse ou "directe" (comme un miroir) (les deux pouvants se combiner), ce qui dépend de l'état de surface. (l'absorption c'est très complexe, ça dépend de l'état de surface, de la structure moléculaire et des atomes et des liaisons chimiques).

Et donc, comment les photons peuvent refléter l'aspect brillant, mat, satiné, ou moiré. de l'objet.
Comment les photons peuvent refléter la texture de l'objet: lisse, granuleux, strié etc...
Je sais ma question est naïve!

[invite6e49deb3]

Bonjour,

Si tu veux parler de Brillance, celle ci est directement proportionelle à l'état de surface de l'objet (Principalement à sa rugosité Ra), en effet plus la rugosité sera faible (Moins d'aspérité sur la surface donc une meilleure "réverbération") plus la brillance sera élevée.

Cordialement

[Deedee81]

Salut,

Je sais ma question est naïve!

Pas naïve, mais très générale. Ce qui rend la réponse complexe.

Tout d'abord, je crois qu'il vaut mieux éviter de parler de photons. On n'en a pas besoin ici. On peut uniquement parler d'ondes électromagnétiques. Quand on te demande le plan de ta maison, tu donnes la position de chaque brique ? Inutile d'aller trop loin.

Ensuite, comme je le disais et comme TTAM vien aussi d'en parler, tout est lié à l'état de surface. Et c'est compliqué :
- La forme microscopique de la surface joue (évidemment, un miroir et un verre dépoli, ça n'a pas le même aspect)
- les interférences (les couleurs des ailes de papillons ne sont pas dues à des pigments)
- l'absorption/réflexion de la lumière par les molécules. Ce qui peut être très compliqué car ça dépend non seulement des atomes, des liaison chimiques mais aussi des électrons libres (caractère métallique)

Toujours est-il qu'on a une lumière réfléchie qui varie tant dans son spectre (par exemple si toutes les couleurs sont absorbées sauf le vert, l'objet apparaitra vert, comme l'herbe) que dans sa distribution spatiale (apsect miroir, aspect totalement rugueux ou des cas intermédiaire). Avec en plus une combinaison des deux (effets de moirages).

[invite2c1ab998]

La couleur apparente de luminosité d'un objet, ou plutôt le rayonnement de cette objet est aussi fortement lié au rayonnement du corps noir.

[Mickey-l.ange]

Bonjour,

Si je peux me permettre une petite remarque :
la question de départ est assez ambiguë, car on ne sait pas trop si elle signifie :
- pourquoi un objet est-il plus ou moins lumineux ?
- pourquoi un objet montre-t-il ou non des brillances ?
(En considérant une brillance comme un point plus lumineux contrastant avec d'autres plus sombres.)

La luminosité de l'objet dépend de la quantité de lumière absorbée et la quantité réfléchie (et éventuellement la quantité transmise si l'objet est en outre plus ou moins translucide). La somme de ces trois quantités redonne la quantité de lumière incidente.
Flux incident = flux réfléchi + flux absorbé (+ flux transmis).

Par ailleurs, comme l'a dit Deedee, la réflexion et l'absorption ne se font pas de la même manière selon les longueurs d'onde. Si une partie des longueurs d'onde du flux incident est absorbée tandis qu'une autre est réfléchie, notre cerveau va "inventer" une impression colorée pour montrer qu'il a perçu via les cônes de la rétine cette différenciation.

Autre point encore, comme l'a signalé également Deedee, selon la texture de la surface la réflexion va se faire de façon de manière plus ou moins diffuse ou plus ou moins spéculaire (première loi de Descartes) et souvent les deux à la fois.
Selon cette texture, la lumière réfléchie va être diffuse, et la surface apparaîtra mate ; ou au contraire, la lumière réfléchie va suivre des axes privilégiés et montrer des brillances à côté de parties plus sombres selon que l'on se trouve ou non sur ces axes, d'où l'impression de contraste.
Ainsi, si un objet montre un reflet brillant, on peut le faire disparaître en se déplaçant un peu, c'est-à-dire en sortant de l'axe des rayons réfléchis.

[Mickey-l.ange]

- l'absorption/réflexion de la lumière par les molécules. Ce qui peut être très compliqué car ça dépend non seulement des atomes, des liaison chimiques mais aussi des électrons libres (caractère métallique)

Toujours est-il qu'on a une lumière réfléchie qui varie tant dans son spectre (par exemple si toutes les couleurs sont absorbées sauf le vert, l'objet apparaitra vert, comme l'herbe)

Suite à une lecture ancienne, j'avais cru comprendre que la lumière réfléchie était en fait de la lumière réémise.
La lumière réfléchie ne ricocherait pas sur la surface comme un petit pois sur une peau d'éléphant, mais serait en fait absorbée puis réémise selon certaines longueurs d'onde.
Ainsi un objet apparaîtrait vert non pas parce que ces longueurs d'onde seraient à proprement parler réfléchies et les autres absorbées ; mais toutes les longueurs d'onde du flux incident seraient absorbées et la surface émettrait une partie de l'énergie reçue sous forme d'ondes de longueurs correspondant à la couleur verte. Le reste de l'énergie du flux incident serait converti en chaleur, donc éventuellement en partie réémis sous forme d'infrarouges ?
Est-ce bien cela ?

[Deedee81]

Suite à une lecture ancienne, j'avais cru comprendre que la lumière réfléchie était en fait de la lumière réémise.
[...]
Est-ce bien cela ?

Oui. On le décrit parfois comme ça. Par exemple, dans une réflexion de type miroir, la réflexion se fait en respectant les angles de Snell-Descartes car pour d'autres directions il y a interférence destructive (dans l'approche quantique on peut dire qu'il n'a une probabilité notable d'être émit que dans la bonne direction).

Ceci dit, rien ne ressemble plus à de la lumière qu'une autre lumière (ou des photons). Alors réfléchit/diffusé ou bien réémit, c'est quelque peu kif kif bourricot.

Sauf dans le cas où il y a franchement excitation électroniques (atomique ou moléculaire), auquel cas il y a d'ailleurs un délai (comme dans la fluorescence ou la phosphorescence). C'est d'ailleurs clairement le cas pour la composante infrarouge dont tu parles. Le rayonnement absorbé sert aux états de vibrations (solides) et rotations ou mouvement (gaz), du moins à température ordinaire et dans la majorité des cas. Les états sont excités puis échangent de l'énergie ou réémettent selon les bonnes vieilles lois statistiques donnant le corps noir (ou plutôt gris si tout n'est pas absorbé).

[evrardo]

Bonjour bonsoir,
quelques difficultés à suivre vos explications, parce que vous passez du niveau macroscopique au niveau microscopique et inversement.
Vous parlez de la lumière qui se réfléchit, parfois vous parlez de champs EM. Parfois de longueur d'onde.

Cela me semble très confus. Mais ça doit être moi! Faut que je reprenne tout ça à tête reposée.
Bon, mais alors une autre question naïve et précise celle là:
Lorsque je vois un objet à par exemple 100 km de moi, comment est ce que la lumière de cet objet, ou son champ EM, (???) fait il pour passer à travers toutes les molécules et atomes de l'air?
Si c'est une longueur d'onde, alors, elle se transmet aux molécules, comme le font les ondes radio?

[invite2c1ab998]

Bonjour bonsoir,
quelques difficultés à suivre vos explications, parce que vous passez du niveau macroscopique au niveau microscopique et inversement.
Vous parlez de la lumière qui se réfléchit, parfois vous parlez de champs EM. Parfois de longueur d'onde.

Peux-être qu'en posant votre question plus précisément on pourrais vous donner une réponse précise. Car la luminosité d'un objet est lié à son état microscopique ET macroscopique.

Lorsque je vois un objet à par exemple 100 km de moi, comment est ce que la lumière de cet objet, ou son champ EM, (???) fait il pour passer à travers toutes les molécules et atomes de l'air?
Si c'est une longueur d'onde, alors, elle se transmet aux molécules, comme le font les ondes radio?

Déjà ça commence mal, la lumière est une onde qui est caractérisée par sa longueur d'onde. De plus la lumière c'est la propagation d'un champ EM. Ensuite les ondes radios sont et seront toujours des ondes lumineuses. Enfin l'air est un milieu peu absorbant pour les ondes lumineuse du fait de sa faible densité et c'est pour cela que tu peux voir un objet de très loin.

[evrardo]

Déjà ça commence mal, la lumière est une onde qui est caractérisée par sa longueur d'onde.

Mais la lumière n'est pas qu'une onde! Que sont les photons alors?
La dualité ondes particules ne s'applique pas à la lumière?

De plus la lumière c'est la propagation d'un champ EM. Ensuite les ondes radios sont et seront toujours des ondes lumineuses. Enfin l'air est un milieu peu absorbant pour les ondes lumineuse du fait de sa faible densité et c'est pour cela que tu peux voir un objet de très loin.

L'air est un milieu de faible densité mais il y a quand même un bon paquet de molécules par litres d'air, 6.10^23/22,4 litres.
Je voudrais comprendre comment l'onde lumineuse, radio ou lumière se propage dans ce milieu!

Comme les vaguelettes sur la surface d'un étang dans lequel on a jeté une pierre?

[invite2c1ab998]

Oui évidemment la lumière est l'exemple même de la dualité onde/particule; le photon est la particule (sans masse et sans taille) qui caractérise la lumière.

Si tu comporte cette quantité de particule par rapport a un liquide comme l'eau il y a quand même un facteur d'environ 4*10^5 ce qui est énorme.
Chaque molécule de l'air absorbe les photons et les remettent plus ou moins avec la même longueur d'onde. Ainsi l'onde se déplace en partie de proche en proche. Et tout comme toutes les ondes la lumière se propage jusqu'à ce qu'elle soit arrêtée par une surface ne laissant pas passé la lumière, c'est à dire que tant que la lumière, ou plus précisément le photon possède le l'énergie alors il se propage. C'est le même principe pour ton cailloux dans la marre, tant que l'onde à de l'énergie elle se propage, mais elle s’atténue car la gravité et d'autre force font que l'eau va se stabiliser " a plat" sans vaguelette.

Et je te répette que l'onde radio est une onde lumineuse.

[evrardo]

Oui évidemment la lumière est l'exemple même de la dualité onde/particule; le photon est la particule (sans masse et sans taille) qui caractérise la lumière.

Si tu comporte cette quantité de particule par rapport a un liquide comme l'eau il y a quand même un facteur d'environ 4*10^5 ce qui est énorme.
Chaque molécule de l'air absorbe les photons et les remettent plus ou moins avec la même longueur d'onde. Ainsi l'onde se déplace en partie de proche en proche. Et tout comme toutes les ondes la lumière se propage jusqu'à ce qu'elle soit arrêtée par une surface ne laissant pas passé la lumière, c'est à dire que tant que la lumière, ou plus précisément le photon possède le l'énergie alors il se propage. C'est le même principe pour ton cailloux dans la marre, tant que l'onde à de l'énergie elle se propage, mais elle s’atténue car la gravité et d'autre force font que l'eau va se stabiliser " a plat" sans vaguelette.

Et je te répette que l'onde radio est une onde lumineuse.

Merci pour tes explications, c'est très clair.

Et je te répette que l'onde radio est une onde lumineuse.

PAs encore pour ça: on va dire plutôt une onde electromagnétique non?
Alors pourquoi la lumière émet des photons et pas la radio?

[invite2c1ab998]

Onde lumineuse=onde électromagnétique= rayon gamma+rayon X+rayon UV+Onde du visible+Onde IR+micro-onde+onde radio; et TOUTES ces ondes émette des photon de différente fréquence et de de différente énergie; car tu sait que la longueur d'onde est lié a la fréquence qui est lié a l'énergie, ce qui rejoint ce que je t'ai dit avant, plus une onde a une petite longueur d'onde, plus sa fréquence est élevée et son énergie aussi (car l’énergie d'un photon est relation affine de la fréquence par la relation de Planck-Einstein) c'est a dire qu'il est très difficile d'arréter le rayonnement gamma (d'où les grosse épaisseur de plomb et de beton dans les centra nucléaire) mais très facile d’arrêter les ondes radios ( un simple maillage en cuivre suffit)

[phys4]

La question d'evrardo a plusieurs aspects :

On peut parler de brillance en temps que :
pouvoir réflecteur d'un objet, type de molécule et état de surface ( un objet mat peut être très brillant)
puissance d'émission, la brillance se mesure en candela ou en watts/m2, elle est lié à la température d'émission, le Soleil est très brillant mais se comporte comme un corps noir.

[interferences]

Bonjour,

Une vidéo de vulgarisation qui peux répondre à quelques questions d'evrardo (notamment les 100km d'air) : (attention c'est en anglais)

Au revoir

[Boumako]

Et je te répette que l'onde radio est une onde lumineuse.

Une onde lumineuse est une onde électromagnétique, mais l'inverse n'est vrai : Ce terme ne concerne que la partie visible du spectre.

[Boumako]

La question d'evrardo a plusieurs aspects :

On peut parler de brillance en temps que :
pouvoir réflecteur d'un objet, type de molécule et état de surface ( un objet mat peut être très brillant)
puissance d'émission, la brillance se mesure en candela ou en watts/m2, elle est lié à la température d'émission, le Soleil est très brillant mais se comporte comme un corps noir.

Le terme de brillance peut correspondre à 2 grandeurs différentes. Il peut s'appliquer à la brillance d'un objet (par exemple d'un aspirateur), d'un revêtement, d'une peinture automobile... Dans ce cas la brillance est exprimée en pourcentage pour un angle de réflexion donné.
La brillance peut aussi s'appliquer un objet céleste, dans ce cas on l'exprime en magnitude par valeur d'angle.

[invite473b98a4]

Bonjour, je n'approuve pas totalement les explications données par Hekon.
Comme le dit Boumako, la lumière est une onde électromagnétique, à l'instar des rayons X des infrarouges, des UV des ondes radio et des rayons gamma.

Les ondes radios ne font pas partie du spectre visible.

Une onde électromagnétique est un champ électromagnétique (une partie champ électrique, une partie champ magnétique) se propageant dans le vide sans avoir besoin de support. L'intensité de l'onde EM est directement reliée au carré de l'amplitude du champ électrique (et magnétique) de cette onde électromagnétique.

Ces ondes sont émises quand les charges oscillent. La matière contient beaucoup de charges puisque elle contient des protons et des électrons. La plupart du temps ce sont les électrons de la matière qui oscillent pour émettre des ondes EM. Si une onde EM arrive sur des charges et qu'on l'empêche de bouger en réponse, alors l'onde EM traverse la matière sans la voir. L'onde n'est pas systématiquement absorbée. Dans l'atmosphère, seul l'oxygène réagit un peu avec le bleu, et c'est pour ça que le ciel est bleu (ou rouge). Les électrons liés à la matière ont peu de possibilité pour bouger et osciller, (amplitude et fréquence), ils ne réagissent donc pas beaucoup aux ondes EM la plupart du temps, dans un métal c'est différent, les électrons sont libres. Il faut quand même remarquer que c'est une question qui se pose dans le verre et l'eau je crois, qui possèdent des relations de dispersion très sympa pour le spectre visible, sinon nous serions aveugles.

Concernant les photons, mieux vaut il les laisser de côté. Ca n'est pas la nature corpusculaire de la lumière qui fait qu'elle se propage quasiment en ligne droite, c'est parce que les longueurs d'onde sont très très petites devant les distances considérées. La mise en évidence de la quantification du champ EM n'est pas du tout triviale, et les expériences des fentes peuvent, par exemple, s'expliquer par un modèle semi classique sans quantification du champEM, donc sans photons.

[evrardo]

TOUTES ces ondes émettent des photons

Non, vraiment je bloque sur ce point là.
Excuses moi, mais je ne comprends pas comment une onde émet des photons.

La plupart du temps ce sont les électrons de la matière qui oscillent pour émettre des ondes EM. Si une onde EM arrive sur des charges et qu'on l'empêche de bouger en réponse,....

"les électrons oscillent pour émettre des ondes EM". Mais alors de quelle nature est cette onde?
Comment l'onde se transmet des électrons d'un atome aux électrons d'un autre atome?
Cela me fait penser un peu à la gravitation, on ne sait pas trop comment ça fonctionne, pourtant il y a bien une force qui s'exerce.

[Nicophil]

Bonjour,

Une onde électromagnétique est un champ électromagnétique (une partie champ électrique, une partie champ magnétique) se propageant dans le vide sans avoir besoin de support.

Une onde électromagnétique est une variation d'amplitude se propageant dans le champ électromagnétique (une partie champ électrique, une partie champ magnétique).

TOUTES ces ondes émettent des photons

Ce sont les charges électriques qui émettent les ondes ou les photons, lesquels ne sont que deux modélisations (à la fois concurrentes et complémentaires) du même phénomène physique, à savoir l'excitation du Champ.

[invite2c1ab998]

Tout d'abord je fait mon mea culpa sur ma précédente réponse, en effet la lumière ne concerne que le domaine visible du spectre.

Ensuite je me suis mal exprimé en disant que toutes les ondes EM emettent des photons, j'aurais plutôt du dire que ce sont les photons qui véhiculent l'onde EM, c'est a dire que c'est le photon qui contient l'énergie de l'onde, ainsi de sont comme il a été dit plus haut, les atome qui sont générateur de ces photons.

"les électrons oscillent pour émettre des ondes EM". Mais alors de quelle nature est cette onde?

Ce sont justement des ondes EM je voit pas ce que tu veux savoir de plus sur la nature des ondes.

En simplifiant un peu (beaucoup même, mais ça suffit pour compredre l'idée): tu sait que dans un atome les électrons sont organisé sur des couches et sous couche électronique rangé par ordre d'énergie, plus la couche est proche du noyaux plus la couche est basse en énergie, donc stable. Maintenant que ceci est dit, suppose un atome avec seulement 2niveaux d'énergie (E1 et E2 tel que E1<E2)supposons aussi q'au repos tu as un électron sur la couche E1 et 0 sur la E2. Maintenant un photon avec la bonne fréquence, va permettre d’excité l'électron qui va passer sur l'orbitale E2 (sachant que d'apres la relation de planck einstein il faut que ce photon soit de fréquence f=(E2-E1)/h, ou h est la constante de planck), le nouvel état de cet électron est instable il va donc naturellement redescendre en énergie en réémettant un photon de même fréquence (dans le cas ou tu ne considère que deux niveaux d'énergie) et ce photon va pouvoir ré-exciter un électron etc. Pour faire simple c'est comme ceci que l'onde EM peux se transmettre de proche en proche; si il y a d'autre moyen ça sort de mon domaine de conaissance.

[evrardo]

En simplifiant un peu (beaucoup même, mais ça suffit pour compredre l'idée): tu sait que dans un atome les électrons sont organisé sur des couches et sous couche électronique rangé par ordre d'énergie, plus la couche est proche du noyaux plus la couche est basse en énergie, donc stable. Maintenant que ceci est dit, suppose un atome avec seulement 2niveaux d'énergie (E1 et E2 tel que E1<E2)supposons aussi q'au repos tu as un électron sur la couche E1 et 0 sur la E2. Maintenant un photon avec la bonne fréquence, va permettre d’excité l'électron qui va passer sur l'orbitale E2 (sachant que d'apres la relation de planck einstein il faut que ce photon soit de fréquence f=(E2-E1)/h, ou h est la constante de planck), le nouvel état de cet électron est instable il va donc naturellement redescendre en énergie en réémettant un photon de même fréquence (dans le cas ou tu ne considère que deux niveaux d'énergie) et ce photon va pouvoir ré-exciter un électron etc. Pour faire simple c'est comme ceci que l'onde EM peux se transmettre de proche en proche; si il y a d'autre moyen ça sort de mon domaine de conaissance.

Merci bien, c'est beaucoup plus clair maintenant.
Donc si j'ai bien compris c'est la désexcitation de l'électron qui va émettre un photon.

Oui, je sais, mes questions sont simplistes: mais un électron est une infime charge électrique, avec spin +/-.
Mais comment d'une infime charge électrique pourrait "sortir" un photon?

[invite2c1ab998]

La honnêtement tes questions vont trop loin pour moi, car ça s'approche de plus en plus du domaine quantique, mais je dirais que c'est le "même principe" que lorsque tu lâche un cailloux par terre. Imagine tu ramasses le cailloux par terre (donc a l’altitude 0) lorsque tu va le soulever il va gagner en énergie potentiel (comme ton électron qui monte en niveau d'énergie, il est donc plus énergétique) l'équilibre est instable, imagine que le cailloux est très lourd et tu arrives plus a le porter, tu vas donc le lacher et il va rejoindre le point le plus faible en énergie le point d'altitude 0, mais lorsque le cailloux va toucher le sol il vas y avoir une onde de choc qui va se propager.
Je dirais que c'est en gros le même principe , mais si il y a des spécialistes de ce domaine je suis preneur d'explication plus étayé.

[invite473b98a4]

Une onde électromagnétique est une variation d'amplitude se propageant dans le champ électromagnétique (une partie champ électrique, une partie champ magnétique).

Une onde électromagnétique est une variation d'amplitude du champ électromagnétique se propageant dans l'espace (une partie champ électrique, une partie champ magnétique).(mais on peut aussi dire que ça se propage dans le champ électromagnétique si tu veux. Il n'empêche qu'içl ne sait toujours pas que c'est un champ électrique et que ça se propage dans le vide. Et rassure toi evrardo, on sait ce que c'est une onde électromagnétique, il faudrait que tu t'intéresses au concept de champ d'abord.
Les photons sont les quanta (d'énergie) associées à une onde électromagnétique. Je trouve ça un peu bizarre de dire que ça "constitue" l'onde électromagnétique. La théorie quantique des champs parle d'excitation et de champs (d'opérateurs ce qui complique la chose), ça reste des champs avec une dynamique classique, un photon, c'est une excitation élémentaire de ce champ. Les photons ne sont pas des petites billes.

[Deedee81]

Salut,

Mais la lumière n'est pas qu'une onde! Que sont les photons alors?

Des ondes.

Les photons ne sont pas de petits billes. Ce sont des ondes tout comme les électrons (avec les propriétés quantiques associées et donc des différences par rapport aux ondes classiques (*)).

La dualité ondes particules ne s'applique pas à la lumière?

Oublie la dualité onde-corpuscule. C'est plus un principe philosophique qu'autre chose et on peut faire de la physique sans lui.
(d'ailleurs Bohr avait même changé cela a une époque pour le transformer en dualité cinématique-dynamique).

En fait tu peux même te passer du photon pour le sujet discuté ici. A moins de vouloir discuter de l'effet photo-électrique ou de la diffusion Compton, le photon n'intervient pas en tant que tel.
(*) et c'est là qu'interviennent les différences suggérées plus haut, auquel il faut ajouter aussi l'intrication.

L'air est un milieu de faible densité mais il y a quand même un bon paquet de molécules par litres d'air, 6.10^23/22,4 litres.
Je voudrais comprendre comment l'onde lumineuse, radio ou lumière se propage dans ce milieu!

Comme les vaguelettes sur la surface d'un étang dans lequel on a jeté une pierre?

Oui, mais ici il n'y a pas d'étang. La lumière se propage dans le vide. La lumière est une onde (= certaines grandeurs, comme le champ électrique, varient périodiquement) mais pas une vibration ni une ondulation. C'est une grosse erreur commise au dix-neuvième siècle (il est vrai qu'à l'époque, toutes les ondes connues étaient du type vibration mécanique).

Dans l'air, les ondes électromagnétiques interagissent très très peu. D'où le fait que l'indice de réfraction est très proche de 1. Toutefois, pour les courtes longueurs d'onde, dans le bleu, la taille des molécules d'air n'est plus négigeable (pour les grandes longueur d'onde, aucun problème, tout comme le son se propage même s'il y a un piquet dans le chemin) : cela provoque une diffraction des ondes électromagnétiques et leur diffusion. D'où le ciel bleu. On a la même chose avec le son : en présence d'obstacles, les sons graves se propagent plus facilement que les sons aigus, chose qu'on remarque facilement.

Pour la plupart des phénomènes observables avec la lumière, les analogies avec le son marchent fort bien.
Avec quelques limitations (le son ne se propage pas dans le vide, évidemment, sa vitesse dépend de la vitesse du "support", et il n'y a pas de polarisation).