Fiche de cours de physique

Terminale S

Le modèle ondulatoire de la lumière

Un milieu est dit dispersif si la célérité des ondes qui s'y propagent dépend de la fréquence de ces ondes.

Le phénomène de diffraction correspond à un étalement des directions de propagation de l'onde dans le milieu sans que sa période spatiale ou temporelle ne soit modifiée. Ce phénomène est caractéristique d'une onde et se produit lorsque l'onde rencontre une obstacle ou une fente dont la largeur est inférieure ou égale à sa longueur d'onde.

la figure de diffraction est perpendicualire à la fente

La figure de diffraction est toujours perpendiculaire à la fente et permet de calculer la longueur d'onde de la lumière monochromatique diffractée grâce à la relation:

formule: lamda=a*têta lamda: longueur d'onde en mètre, a: épaisseur de la fente en mètre et têta: écart angulaire en radian

La lumière blanche (lumière du soleil) est une lumière polychromatique composée d'une infinité de lumières monochromatiques s'étalant du violet (400 nm) au rouge (800 nm).

décomposition de la lumière blanche polychromatique en une multitude de faisceaux monochromatiques allant du violet au rouge

Une lumière monochromatique est caractérisée par sa couleur et sa fréquence qui sont indépendantes du milieu traversé. La longueur d'onde est calculée à l'aide de la relation:

formule: lambda=c/mulambda: longueur d'onde en mètre, c: célérité en mètre par seconde et f: fréquence en hertz

Un prisme permet de décomposer la lumière blanche car l'indice de réfraction d'un milieu transparent varie en fonction de la célérité des lumières monochromatiques dans ce milieu, et donc de la fréquence (ou couleur) de chaque lumière qui compose la lumière blanche. Cet indice de réfraction est donné par la relation:

formule: n=c/vn: indice de réfraction sans unité, c: célérité de la lumière dans le vide et v: célérité de la lumière dans le milieu

Remarque: Un indice de réfraction est toujours supérieur à 1 car n>vdans tous les cas.

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