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OPTIQUQOETIQI GMRII
Objectifs spécifique :
A l'issu de ce chapitre l'étudiant sera capable de : · Avoir une idée sur la nature de la lumière;· Comprendre le phénomène de réfraction et de réflexion de lumière dans les milieux
homogène transparent et isotrope · Connaître et d'appliquer les lois de Snell-Descartes · maîtriser le trajet ou la marche d'un rayon lumineux à travers un prisme et comprendre le phénomène de dispersion de la lumière· Construire l'image d'un objet à travers un dioptre (plan et sphérique) , miroir, lentille
mince et par combinaison de plusieurs lentilles minces · Calculer les distances focales, la vergence et le grandissement· savoir comment améliorer la vision (lunettes de correction, loupe, microscope, télescope...)
· Comprendre le fonctionnement des systèmes optiques [OPTIQUE GEOMETRIQUE]Vous trouvez dans cette partie les principes, les fondements et les lois de l'optique géométrique et abordez ensuite
l'étude des systèmes plans et sphériques, l'association de systèmes centrés et l'étude de quelques instruments d'optique.
Il présente, enfin, des notions d'optique matricielle qui permettent de résoudre plus rapidement certains problèmes
d'optique comme les défauts d'oeil.TABLE DAMIR BLAMIR
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OPTIQUQOETIQI GMRI
IL'optique étudie les phénomènes lumineux, c'est à dire principalement les phénomènes
perçus par l'oeil. La cause de ces phénomènes est la lumière car pour être visible un objet
doit faire parvenir de la lumière à l'oeil. L'optique géométrique est une branche qui s'appuie sur la notion de rayon lumineux. Cette approche simple permet notamment des constructions géométriques d'images qui luiconfèrent son nom. L'optique géométrique constitue l'outil le plus flexible et le plus efficace
pour traiter les systèmes dioptriques et catadioptriques. Elle permet d'expliquer la formation des images produites par ces systèmes.1. Rappel sur la nature de la lumière
Définir la lumière n'est pas chose facile car il existe différents modèles : Le modèle corpusculaire : selon laquelle la lumière est constituée de corpuscules matériels soumis à la gravitation universelle. Le modèle ondulatoire : selon laquelle la lumière se propage comme une onde mécanique (comme, par exemple, le son dans l'air)Brève histoire de lumière onde et photon :
voir la vidéo sur YouTube : https://www.youtube.com/watch?v=L5B3frVR8LM1.1 Description ondulatoire : la lumière est une onde électromagnétique
La lumière peut être décrite comme une onde électromagnétique constituée d'un champ
électrique
et d'un champ magnétique qui oscillent en phase, perpendiculairement l'un par rapport à l'autre et perpendiculairement à la direction de propagation. Elle peut se propager en l'absence de support matériel. (Figure 1). Un champ électrique est par exemple créé par un condensateur. Il est noté , l'unité associée est le Volt par mètre. La foudre met en jeu des champs électriques de l'ordre de300kV.m
1. Un champ magnétique est crée par exemple par un aimant, ou par une bobine parcourue par un courant électrique (solénoïde). Il est noté et l'unité associée est le Tesla. Un aimant créé un champ magnétique de l'ordre de 10 3 T. Des bobines supraconductrices peuvent générer un champ de l'ordre de 1 T. Pour une onde électromagnétique, la longueur d'onde dans le vide l0 et la fréquence n ou
f de l'onde sont liées par : l0n = cTABLE DAMIR
OPTIQUQOETIQ
I Selon la fréquence n de l'onde électromagné d'onde radio, de rayons X, etc... Figure1. Nature et propagation d'une onde électromagnétiqueLes ondes dites lumineuses sont les
humain c'est à dire celles qui constituent le spectre visible (de 400 à 1.2Description corpusculaire
À une onde électromagnétique on associe un flux de photon. Un particule de masse nulle, de charge nulle, dont la vitesse c de la lumière dans un milieu considéré.Un photon possède une énergie
PLANCK et
la fréquence de l'ondeonde électromagnétique, on parle plutôt d"onde lumineuse, ou rayons X, etc... Nature et propagation d"une onde électromagnétiqueLes ondes dites lumineuses sont les ondes électromagnétiques détectées par l"oeil c"est à dire celles qui constituent le spectre visible (de 400 à Figure 2. Spectre électromagnétique Description corpusculaire ctromagnétique on associe un flux de photon. Un particule de masse nulle, de charge nulle, dont la vitesse c de la lumière dans un Un photon possède une énergie :
avecTABLE DAMIR BLAMIR
RBRAMIR
OPTIQUQOETIQI GMRII
1.3 La propagation de la lumière dans le vide
Les observations courantes nous amènent à considérer le vide comme un milieu homogène et isotrope ; ceci signifie que les propriétés de propagation des ondes électromagnétiques (et donc de la lumière) ne varient sur leur trajet et qu'il n'y a pas dedirection privilégiée, l'expérience montre alors que la lumière se propage en ligne droite,
c'est le principe de la propagation rectiligne :n : La fréquence, l : la longueur d'onde et c et la célérité c égale à 3.108 m/s
1.4 La propagation de la lumière dans un milieu matériel
Dans le vide, une onde était définie par sa fréquence, aussi par sa longueur d'onde.La fréquence
ν est définie de la même façon quel que soit le milieu dans lequel se propage la lumière (vide ou matériel) ; par contre la longueur d'onde est modifiée car lalumière se propage dans un milieu matériel à une vitesse V différente de la célérité c où c
est remplacé par V= Le principe de propagation rectiligne est toujours vérifie dans un milieu homogène, transparent et isotrope (MHTI) : Homogène : propriétés physique identiques en tout point. Transparent : absence d'absorption d'énergie lumineuse par le milieu. Isotrope : propriétés physique identique dans toutes les directions de l'espace. La lumière interagit tout de même avec la matière, ce qui a pour effet de diminuer la vitesse de propagation d'une radiation monochromatique de fréquence dans le milieu considéré : c'est le phénomène de dispersion. La lumière ralentie, sa vitesse de propagation V étant toujours inferieur à c.La relation entre c et V : ,
Où n est l'indice absolu du milieu. C'est une caractéristique intrinsèque du milieu, où n
≥ 1. Le tableau 1 donne les valeurs des indices n pour quelque milieu matérielsTableau 1. Indice de réfraction
air Eau verre n 1 1.33 1.51 Dans le vide, la lumière se propage en ligne droite avec une vitesse c indépendante de la direction adoptée,TABLE DAMIR BLAMIR
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OPTIQUQOETIQI GMRII
n dépend des conditions thermodynamique locale (densité, pression et la température)lorsqu'elles sont différentes d'un point à l'autre d'un milieu ; on dit alors que le milieu est
inhomogène. Dans ce cas la lumière ne se propage plus en ligne droite, une bonneapproximation consiste à décomposé le milieu en une série de couches homogènes
d'indices différents dans les quelle la trajectoire du rayon lumineux est rectiligne. Le
principe de Snell- Descartes, permettra de rendre compte de façon simple desquotesdbs_dbs42.pdfusesText_42[PDF] exercice corrigé de biophysique pdf
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