Chapitre 3 : Modèle lumière - Le Portail du Collège Stanislas

Chapitre 3 : Modèle lumière : le modèle ondulatoire
Propriété de la lumière:
- La lumière est une onde dont la grandeur caractéristique est la fréquence (La fréquence
ne dépend pas du milieu). La relation  = c.T = c / f est toujours valable.
- Dans le vide, la célérité de la lumière est c = 3,00.108 m.s-1
Un milieu transparent est caractérisé par son indice de réfraction qui est le rapport de la
célérité de la lumière dans le vide sur sa célérité dans le milieu considéré.
n: indice de réfraction du milieu transparent
n = c/v avec c: célérité de l'onde dans le vide (3.108m.s-1)
v: célérité de l'onde dans le milieu transparent (m.s-1)
- Les radiations visibles par l’œil humain s’étalonnent de 400 à 800 nm
- La lumière blanche est une onde polychromatique c'est-à-dire une lumière composée de
plusieurs ondes monochromatiques de fréquences différentes.
La diffraction de la lumière:
La lumière subit le phénomène de diffraction lorsqu’elle rencontre une ouverture (ou un
obstacle) de très petites dimensions (approximativement de l’ordre de la longueur d’onde
de la lumière).
Dans le cas d’une lumière monochromatique:
- Si l’ouverture est circulaire, la figure de diffraction obtenue est constituée d’anneaux
concentriques ;
- L’ouverture est une fente verticale, la figure de diffraction obtenue est constituée de
taches réparties sur un axe perpendiculaire à la fente.
- Le phénomène de diffraction est d’autant plus important que la fente est étroite.
a est la largeur de la fente ;
d est la largeur de la tache centrale ;
D est la distance fente-écran.
La tache centrale est bordée d’extinctions
- L’écart angulaire θ entre le milieu de la tache centrale et la première extinction (encore
appelé demi-angle d’ouverture du faisceau lumineux) est tel que :
θ=λ/a
θ en radian (rad), λ en mètre (m) et a en mètre
Milieu dispersif - milieu non dispersif:
- Un milieu transparent est dit dispersif si la célérité d'une onde lumineuse
monochromatique qui se propage dans ce milieu dépend de sa fréquence et donc l’indice
de réfraction de ce milieu dépend de la fréquence de l’onde.
- Un milieu transparent est dit non dispersif si la célérité d'une onde lumineuse
monochromatique qui s'y propage dans ne dépend pas de sa fréquence.
- Les milieux transparents autres que l’air et le vide sont dispersifs.
- La dispersion de la lumière blanche s’explique ainsi par la seconde loi de SnellDescartes pour la réfraction :
n1 x sin i = n2 x sin r.