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En pleine nuit, une coupure de courant se produit. Le temps de trouver une lampe de poche, vous pouvez vous déplacer dans la maison grâce à votre vision nocturne. Comment ça marche ? Explications.

Les vertébrés et les arthropodes sont les animaux dotés d'une vision très développée. L'œil humain est perfectionné et est comparable à un appareil photo dont la rétine est la pellicule. A tout moment de la journée, de jour comme de nuit, notre œil s'adapte à notre environnement pour nous assurer la meilleure vision possible.  

Le cristallin et la cornée s'occupent d'ajuster l'image, l'iris s'occupe de la luminosité. Les photons, particules lumineuses, pénètrent jusqu'à la rétine qui va se charger de remplacer le stimulus lumineux en stimulation électrique qui va parvenir au cerveau via le nerf optique. Le cerveau reconstitue ensuite l'image. Cette conversion de stimulus est possible grâce à des cellules rétiniennes spécialisées sensibles à la lumière, les photorécepteurs. Mais s'ils sont réactifs à la lumière, comment cela fonctionne dans l'obscurité ?

A chacun sa spécialité

Deux types de récepteurs sont présents dans la rétine de l'œil humain : les cônes et les bâtonnets. Les cônes permettent de discerner les couleurs ; quant aux bâtonnets, ils confèrent une vision panchromatique, c'est-à-dire en noir et blanc.

Dans l'obscurité, les bâtonnets sont les plus utiles pour notre vision dite scotopique, à savoir avec une faible luminosité.  Ils possèdent une sensibilité importante à la lumière ; à faible intensité, les bâtonnets entrent en activité grâce à leur pigment, la rhodopsine.

Un pigment en cascade

A la lumière, la rhodopsine est sous forme inactive. Elle est décomposée en deux éléments, l'opsine et le rétinène (un aldéhyde de la vitamine A). Dès le passage en obscurité, le stock actif de rhodopsine doit se reconstituer de manière à atteindre le maximum de sensibilité pour que la vision scotopique soit optimale. Cela prend un peu de temps ce qui explique la période d'adaptation de notre œil pour que nous voyions correctement dans le noir. Cela réclame ne moyenne une trentaine de minutes.

La synthèse de rhodopsine active s'effectue par deux voies :

 la voie rapide à partir de rétinène

 la voie plus lente à partir de la vitamine A nécessite une oxydation ce qui réclame une dépense métabolique importante.

Quand la rhodopsine atteint son seuil de sensibilité qui est autour de 500 nanomètres, elle excite alors le bâtonnet qui envoie l'info nerveuse au cerveau.

Les bâtonnets se trouvent majoritairement à la périphérie de la rétine. Ceci explique que nous ne distinguons pas un objet de face dans l'obscurité, mais par contre on voit très bien son contour.

http://www.linternaute.com/science/biologie/article/comment-voit-on-la-nuit.shtml?f_id_newsletter=649

L'électricité consiste en un déplacement d'électrons qui sont eux-mêmes caractérisés par leur énergie et leur vitesse. Ce ne sont pas des photons. Or la lumière est faite de photons chacun caractérisés par leur couleur. Et c'est la lumière qui « imprime » les images sur l'oeil. Donc l'électricité est invisible sauf éventuellement par ses effets secondaires produisant eux de la lumière tel que la foudre.

Schéma du processus de ionisation d'un atome.

La foudre est une décharge électrique d'une telle énergie qu'elle ionise certaines particules d'air (qui deviennent alors localement du plasma) c'est-à-dire que la foudre communique une telle quantité d'énergie à certains électrons des atomes des molécules d'air que certains électrons changent de place pour se positionner sur une orbite plus grande autour du noyau des atomes. Chacune des orbites possibles pour un électron autour du noyau d'un atome s'appelle orbitale atomique ou encore niveau d'énergie en référence au surcroît d'énergie nécessaire à un électron pour se placer à une orbite plus grande. Et inversement, un électron doit perdre de l'énergie pour aller sur une orbitale plus basse. Lorsqu'un électron absorbe de l'énergie (par collision et absorption d'un grain de lumière le plus souvent ou encore à cause d'une différence de potentiel c'est-à-dire par le passe d'un courant) et passe sur un niveau d'énergie plus élevée, on dit qu'il est dans un état excité. Mais cet état d'excitation est profondément instable et les électrons retournent spontanément dans leur état fondamental (en quelques millionièmes de secondes) qui est leur orbitale d'origine (la plus basse possible). Or pour qu'un électron passe d'une orbitale à l'autre on a vu qu'il fallait que cela s'accompagne d'un échange d'énergie : l'électron en gagne pour s'éloigner du noyau, il en perd pour s'en rapprocher. Donc, l'électron dissipe l'énergie qu'il avait acquise pour retourner à son fameux état fondamental. Mais l'énergie il faut bien qu'elle prenne une forme ou une autre. Dans le cas de l'ionisation des atomes, c'est la lumière qui le plus souvent transporte cette énergie. C'était un courant électrique qui communiquait à l'électron de l'énergie pour l'exciter, se sera un photon qui sera créé par l'électron pour larguer son trop plein d'énergie (un photon n'est rien d'autre que de l'énergie pure!). Cela explique que l'éclair est visible.

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