Cours de Physique sur la lumière

Résumé du document

I- Le modèle ondulatoire de la lumière

1) Comparaison de deux expériences

- La lumière ne se propage plus en ligne droite après son passage par une fente étroite, on observe alors le phénomène de diffraction de la lumière : elle est constituée d'ondes lumineuses.

- Rayon lumineux : modèle qui représente le trajet suivi par la lumière et permet d'expliquer les phénomènes de réflexion et de réfraction.

[...] II- Diffraction de la lumière

La diffraction de la lumière est la modification du trajet d'une onde lumineuse lorsqu'elle passe par une petite ouverture ou autour d'un petit obstacle. D'une façon générale, il y a diffraction lorsque les rayons lumineux arrivent là où l'optique géométrique ne le prévoie pas.

1) Figures de diffraction et influence de la dimension de l'ouverture ou de l'obstacle

- La figure de diffraction est perpendiculaire à la fente ou au fil.
- La tâche centrale est deux fois plus large que les autres tâches, plus lumineuse.
- Plus la dimension de l'ouverture ou de l'obstacle est petite, plus la figure de diffraction est étalée (observée sur un écran placé à distance fixe) (...)

Extraits

[...] : en m T : en s c : en m.s-1 : en Hz II- Diffraction de la lumière La diffraction de la lumière est la modification du trajet d'une onde lumineuse lorsqu'elle passe par une petite ouverture ou autour d'un petit obstacle. D'une façon générale, il y a diffraction lorsque les rayons lumineux arrivent là où l'optique géométrique ne le prévoie pas. Figures de diffraction et influence de la dimension de l'ouverture ou de l'obstacle La figure de diffraction est perpendiculaire à la fente ou au fil. [...]

[...] La tâche centrale est deux fois plus large que les autres tâches, plus lumineuse. Plus la dimension de l'ouverture ou de l'obstacle est petite, plus la figure de diffraction est étalée (observée sur un écran placé à distance fixe). Ouverture du faisceau diffracté La tâche centrale L augmente quand : - la distance D de la fente à l'écran augmente - la longueur d'onde de la lumière incidente augmente - la dimension de la fente a diminue (en radian) : écart angulaire du faisceau diffracté : longueur d'onde a : dimension de l'ouverture ou de l'obstacle et a ont la même unité III- Lumière monochromatique lumière polychromatique Le spectre de la lumière Le spectre de la lumière blanche est constitué d'un dégradé de couleurs : violet, bleu, vert, jaune, orange, rouge - la lumière émise par un laser est monochromatique : spectre : une seule raie rouge. [...]

[...] Rayon lumineux : modèle qui représente le trajet suivi par la lumière et permet d'expliquer les phénomènes de réflexion et de réfraction. Onde lumineuse progressive sinusoïdale Une onde lumineuse progressive sinusoïdale est caractérisée par sa fréquence : : en Hz T (en : période de l'onde lumineuse Les ondes lumineuses sont des ondes électromagnétiques : un champ électromagnétique se propage Leur célérité dans le vide est indépendante de la fréquence : c = m.s-1 La longueur d'onde d'une onde lumineuse dans le vide est la distance qu'elle franchit dans le vide pendant une durée égale à une période. [...]

[...] Les limites de la lumière visible par l'œil humain Les rayonnements au-delà du visible > 800 nm : rayonnements infrarouges émis par le soleil et quasiment tous les corps [...]