2ème Round

ET DE LA VISION
Ub. 2010
Deux problèmes
- Qu’est-ce que la lumière ?
- Pourquoi et comment voit-on ?
Ub. 2010
Deux théories de la vision
1 – Quelque chose émis par l’œil vient
frapper les objets
D’où :
Elle l’a foudroyé
du regard !
Ub. 2010
Deux théories de la vision
1 – Quelque chose émis par l’œil vient
frapper les objets
D’où :
Jeter un
coup d’œil
Jeter un
œil
Ub. 2010
Deux théories de la vision
2 – Quelque chose est
émis par les objets et
vient pénétrer dans l’œil
D’où :
Elle lui a tapé dans l’œil !
Ub. 2010
EUCLIDE
-325
-265
Abu Ali
Hasan ibn
Al-Haytham,
dit
ALHAZEN
965
1039
Ub. 2010
LA VISION EST LIEE A LA
LUMIERE
Ub. 2010
QU’EST-CE QUE LA LUMIERE ?
DU FEU ?
Ub. 2010
COMMENT SE COMPORTE LA
LUMIERE ?
1 - Elle se propage en ligne droite
Ub. 2010
COMMENT SE COMPORTE LA
LUMIERE ?
2 - Elle se réfléchit suivant des angles
égaux
Lois de Snell-Descartes
Ub. 2010
COMMENT SE COMPORTE LA
LUMIERE ?
3 - Elle se réfracte suivant la loi des
sinus
Lois de Snell-Descartes
n1.sin i1 = n2.sin i2
Ub. 2010
DEVELOPPEMENT DE
L’OPTIQUE GEOMETRIQUE
Dès la Renaissance (16ème siècle)
1 - A partir de l’héritage d’Euclide,
Alhazen….
Ub. 2010
DEVELOPPEMENT DE
L’OPTIQUE GEOMETRIQUE
Dès la Renaissance (16ème siècle)
2 – En lien avec les arts (perspective)
Ub. 2010
DEVELOPPEMENT DE
L’OPTIQUE GEOMETRIQUE
Dès la Renaissance (16ème siècle)
2 – En lien avec les arts (perspective)
Ub. 2010
DEVELOPPEMENT DE
L’OPTIQUE GEOMETRIQUE
Dès la Renaissance (16ème siècle)
2 – En lien avec les arts
(perspective)
Ub. 2010
DEVELOPPEMENT DE
L’OPTIQUE GEOMETRIQUE
Dès la Renaissance (16ème siècle)
3 – En lien avec les lunettes
astronomiques et microscopes
Théorie
des
lentilles
Ub. 2010
DEVELOPPEMENT DE
L’OPTIQUE GEOMETRIQUE
Au 17ème siècle de nombreuses
recherches (mathématiques)
Descartes, Galilée, Kepler…
Ub. 2010
DEVELOPPEMENT DE
L’OPTIQUE GEOMETRIQUE
Au 17ème siècle de nombreuses
recherches (astronomiques)
Descartes, Galilée, Kepler…
Ub. 2010
DEVELOPPEMENT DE
L’OPTIQUE GEOMETRIQUE
Au 17ème siècle de
nombreuses recherches
(biologiques)(microscope)
Ub. 2010
Mais qu’est-ce
que la lumière ?
Comment
expliquer
Les couleurs ?
Ub. 2010
La lumière blanche se
décompose avec le
prisme
Ub. 2010
Par un disque en rotation rapide on
recompose la lumière blanche à
partir des couleurs (disque de
Newton)
Ub. 2010
Ou on recompose la lumière
blanche à partir des couleurs avec
deux prismes
Ub. 2010
Autre question : la lumière se
propage-t-elle de manière
instantanée (vitesse infinie) ou avec
une vitesse finie ?
Ub. 2010
Römer en
1676 montre
que la
lumière a une
vitesse finie
grâce aux
satellites de
Jupiter
Fizeau et Foucault au 19ème siècle en
donneront une valeur assez précise
(presque 300000 km/s)
Ub. 2010
Deux théories
Newton
Théorie
corpusculaire
?
Ub. 2010
Huygens
Théorie
ondulatoire
Deux théories
Huygens
Théorie
ondulatoire
Les deux
théories
expliquent
toutes les
lois de
l’optique
géométriqu
e.
?
Ub. 2010
Newton
Théorie
corpusculaire
Deux théories
Huygens
Théorie
ondulatoire
Les couleurs
correspondent
à
Des
différences
de
fréquences
des ondes
Newton
Théorie
corpusculaire
Des
différences
de masse des
corpuscules
Ub. 2010
er
1
Round
(17ème 18ème siècles)
remporté
par
Newton
Ub. 2010
1er Round
On sait qu’une onde c’est la
vibration de quelque chose
Ub. 2010
1er Round
Dans le cas de la lumière : qu’est-ce
qui vibre ?
Ub. 2010
1er Round
La lumière se
propage dans le
vide où rien ne
vibre.
Donc elle est
corpusculaire
Ub. 2010
ème
2
Round
(19ème siècle)
Victoire de
la théorie
ondulatoire
Ub. 2010
2ème Round
Interférences : les fentes de Young
Ub. 2010
2ème Round
Interférences : les fentes de Young
Ub. 2010
2ème Round
Interférences : les fentes de Young
Cela ne peut s’expliquer que si la
lumière est ondulatoire
Ub. 2010
2ème Round
Vitesse de la lumière dans
l’air et dans l’eau.
Expérience de Foucault
Ub. 2010
2ème Round
Théorie
corpusculaire
Plus rapide
dans l’eau
que
dans l’air
Théorie
ondulatoire
Résultats
Expérience
Plus rapide
dans l’air
que
dans l’eau
Plus rapide
dans l’air
que
dans l’eau
Prévision par le calcul
mesure
Ub. 2010
2ème Round
Faraday Maxwell et
l’électromagnétisme
Ub. 2010
2ème Round
Faraday Maxwell et
l’électromagnétisme
Donc
Victoire de la théorie
ondulatoire
Ub. 2010
2ème Round
Victoire de la théorie
ondulatoire et nombreuses
applications
Ub. 2010
Demeure un problème :
Si la lumière est ondulatoire, qu’est-ce qui vibre ?
Ce n’est pas l’air.
On est obligé de supposer l’existence d’une matière
très subtile, insaisissable par la vue, le toucher ou le
goût mais présente absolument partout.
On appelle cette hypothétique matière l’éther.
Elle causera toutefois bien des soucis aux physiciens
jusqu’à ce qu’Einstein montre que l’on peut se passer
de cette hypothèse…
Ub. 2010
ème
3
Round
(20ème siècle)
Match nul !
Ub. 2010
3ème Round
Le problème de
l’effet
photoélectrique ?
Albert EINSTEIN – 1905
Ub. 2010
3ème Round
Le problème de
l’effet
photoélectrique ?
Il ne peut s’expliquer que si la lumière est composée de petits
corpuscules énergétiques (les photons).
Mais l’énergie d’un photon dépend de la longueur d’onde de la
lumière.
La lumière est à la fois corpusculaire et
ondulatoire !
Ub. 2010
De nombreuses applications
techniques
comme le laser…
Ub. 2010
Et la vision ?
Ub. 2010
Et la vision ?
Nos connaissances ont
beaucoup progressé
Alhazein 10ème siècle
Ub. 2010
Et la vision ?
Nos connaissances ont
beaucoup progressé
Ub. 2010
Et la vision ?
Nos connaissances ont
beaucoup progressé
Mais il reste beaucoup à
découvrir
Ub. 2010
fin
Ub. 2010