Optique : Bases de l'optique géométrique

Résumé du document

Bases de l'optique géométrique, fiche de physique niveau MPSI de 5 pages

Extraits

[...] Cette situation se rencontre lorsque les e dimensions g´om´triques des obstacles que rencontre la lumi`re restent grandes e e e devant sa longueur d'onde λ. Si N 1 le mod`le du photon est inutile. Cette situation se rencontre lorsque e l'on n'est pas confront´ a la d´tection de photons un par un mais plutˆt ` de e ` e o a fortes intensit´s lumineuses. e T est la p´riode et ν la fr´quence, la lumi`re visible correspondant aux lonu e e e gueurs d'onde 400 nm(violet) [...]

[...] On parle alors de dualit´ onde corpuscule. e c ` e Electrodynamique quantique Si l'on a simultan´ment a λ et N le mod`le g´om´trique fait l'affaire. e e e e Dans ce cas, la lumi`re ne rencontre pas d'obstacles de dimensions comparables e ou inf´rieures a sa longueur d'onde et l'´nergie mise en jeu dans sa d´tection par e ` e e le photomultiplicateur est grande devant hc/λ Sources de lumi`re e Sources ` spectre de raies ou de bandes a Cette th´orie d´velopp´e entre autres par FEYNMANN dans les ann´es 50 l`ve e e e e e les derni`res contradictions entre les aspects ondulatoire et corpusculaire. [...]

[...] Qu'est-ce que la lumi`re ? Mauvaise question ! e Bonne question : comment se repr´senter la lumi`re ? Une bonne repr´sentation e e e ´tant une repr´sentation conforme a l'exp´rience. e e ` e La lumi`re n'est pas, la lumi`re se comporte comme . e e Une des premi`res repr´sentation sugg´r´e par de simples observations = rayon e e ee lumineux (propagation rectiligne de la lumi`re). e 3 R´flexion et r´fraction e e 3.1 Rayon lumineux Loi de Snell-Descartes R´flexion totale . [...]

[...] e e La longueur d'onde λm correspondant au maximum d'´mission du corps noir est e donn´ par la loi de Wien : e λm T = K.m Exemple : ampoule classique, Soleil Cas particulier du LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) Fonctionnement bas´ sur le processus d'´mission stimul´e. e e e 10−10 onde quasi monochromatique. ν Images optiques (image au sens restrictif d'image optique) Nous appellerons point source un point g´om´trique d'o` ´manent des rayons e e ue lumineux. Nous appellerons donc objet lumineux un ensemble de points sources. A LASER h´lium n´on utilis´ en TP λ = nm (rouge). [...]

[...] e e ) mod´lisation corpusculaire de la lumi`re (impose une vitesse e e Descartes (17 de la lumi`re plus grande dans les milieux mat´riels que dans l'air ce qui est en e e contradiction avec l'exp´rience). e e ) principe de moindre temps. Fermat (17 Newton (16e -17e ) travaux consid´rables. e Mod`le ondulatoire (2e ann´e) e e Huygens (17e ) propose une th´orie ondulatoire permettant de retrouver les e sultats de l'optique g´om´trique et compatible avec une vitesse de la lumi`re plus e e e faible dans les milieux mat´riels que dans l'air. e Young et Fresnel (18e -19e ) la d´couverte des ph´nom`nes de diffraction et e e e d'interf´rences impose cette th´orie. [...]