ASPECTS ONDULATOIRES DE LA LUMIÈRE

1. ASPECTS ONDULATOIRES DE LA LUMIÈRE

2. 1. Modèle ondulatoire de la lumière.

3. Modèle ondulatoire de la lumière. 1.1. Phénomène ondulatoire.

4. Onde : grandeur physique qui se propage dans l’espace avec une certaine célérité .

5. Exemple : la houle.

6. Exemple : la houle. À la notion d’onde est associée la notion de périodicité.

7. Une onde se propage sans transfert de matière,

8. 1.2. L’onde lumineuse.

9. C’est une onde électromagnétique ;

10. C’est une onde électromagnétique ; Un champ électrique E. Il se propage : Un champ magnétique B.

11. C’est une onde électromagnétique ; Un champ électrique E. Il se propage : Un champ magnétique B. • Elle se propage sans support matériel.

12. C’est une onde électromagnétique ; Un champ électrique E. Il se propage : Un champ magnétique B. • Elle se propage sans support matériel. • Célérité c = 299 792 458 m.s-1 ~ 3.108 m.s-1

13. L’onde plane : Sens de la lumière

14. Le champ électromagnétique est perpendiculaire au rayon lumineux. E B

15. Le champ électromagnétique est perpendiculaire au rayon lumineux. E B Plan d’onde.

16. 2. Caractéristiques de l’onde lumineuse.

17. 2.1. L’onde lumineuse dans le vide.

18. 2.1. L’onde lumineuse dans le vide.

20. Onde électromagnétique plane sinusoïdale : Champ électrique associé à une lumière se propageant selon Ox

21. Vecteur constant ; donne l’orientation du champ dans l’espace.

22. Le champ électrique dépend du temps

23. Le champ électrique dépend de la distance parcourue.

24. Champ électrique en fonction du temps.

25. Champ électrique en fonction du temps. Périodicité en temporelle.

26. Champ électrique en fonction du temps. T Périodicité en fonction du temps.

27. Champ électrique en fonction du temps. T T Périodicité en fonction du temps.

28. T période temporelle.

29. T en seconde On utilise en général la fréquence n. nen s-1 ou hertz

30. Champ électrique en fonction de la distance.

31. On observe une périodicité spatiale.

32. l On observe une périodicité spatiale.

33. l l

34. lpériode spatiale.

35. l en mètre.

36. Une onde lumineuse donnée est caractérisée par sa longueur d’onde ou sa fréquence.

37. Le spectre électromagnétique. Rayons cosmiques Rayons g Rayons X Ultraviolet Micro ondes Visible Infrarouge Ondes radio 10-14 10-11 10-8 4.10-7 8.10-7 10-3 10-1 108 10-13 l(m)

38. Le spectre électromagnétique. Rayons cosmiques Rayons g Rayons X Ultraviolet Micro ondes Visible Infrarouge Ondes radio 10-14 10-11 10-8 4.10-7 8.10-7 10-3 10-1 108 10-13 l(m) n(Hz) 3,8.1014 3.1011 3.109 3 3.1022 3.1021 3.1019 3.1016 7,5.1014

39. Orangé Rouge Jaune Violet Bleu Vert 500 590 610 700 400 450 570 l(nm) Rayons cosmiques Rayons g Rayons X Ultraviolet Micro ondes Visible Infrarouge Ondes radio 10-14 10-11 10-8 4.10-7 8.10-7 10-3 10-1 108 10-13 l(m)

40. Le spectre électromagnétique. Énergie croissante Rayons cosmiques Rayons g Rayons X Ultraviolet Micro ondes Visible Infrarouge Ondes radio 10-14 10-11 10-8 4.10-7 8.10-7 10-3 10-1 108 10-13 l(m)

41. 2.2. Intensité lumineuse. • Mesure si une lumière est « faible » ou forte »

42. 2.2. Intensité lumineuse. • Mesure si une lumière est « faible » ou « forte ». • L’œil et les détecteurs ne sont sensibles qu’au champ électrique.

43. 2.2. Intensité lumineuse. • Mesure si une lumière est « faible » ou « forte ». • L’œil et les détecteurs ne sont sensibles qu’au champ électrique. • Mesure à partir d’un luxmètre.

45. L’œil est sensible au carré du champ électrique

46. Définition rigoureuse :

47. 2.3. Propagation de la lumière dans un milieu matériel. • La lumière se propage dans les milieux matériels transparents.

48. La lumière se propage dans les milieux matériels transparents. • Sa célérité v est alors inférieure à c.

49. La lumière se propage dans les milieux matériels transparents. • Sa célérité v est alors inférieure à c. • Sa fréquence n est la même.

50. Indice d’un milieu matériel :