Source de lumière

𝐸𝑡𝑢𝑑𝑒 𝑑𝑢 𝑝𝑟𝑖𝑠𝑚𝑒
Réalisé par :
• HARICHI Yassine
• TARHI Ismail
• BOUKBOUB Hafid
Supervisé par :
• Pr. Lh . KADIRA
L’orsqu'il pleut et que le soleil est malgré tout visible, nous observons, à condition
d'avoir l'astre dans le dos, un arc-en-ciel.
Comment expliquez ce phénomène physiquement ?
Introduction
 L’optique est l’étude de la lumière, est le messager de notre
Univers. La lumière est émise par la matière, et se manifeste par
son action sur l’oeil ou sur d’autres récepteurs parmi lesquels
nous citerons :
Plaque photographique
Ces récepteurs permettent de mettre en évidence des
domaines de lumière que l’oeil ne perçoit pas, tels ceux de
l’Ultraviolet et de l’Infrarouge.
L’optique géométrique
 l’optique géométrique est basé sur la notion de rayon lumineux,
elle permet de décrire la formation des images par la plupart des
appareille: la position ,la taille des images peuvent être déduites
par des condition géométrique dans le plan.
 En optique géométrique, la lumière est considérée comme une
onde électromagnétique, qui se propage dans toutes les
directions de l’espace, même en absence du milieu matériel.
Quelques Notions En Optique
 Source de lumière: Tout corps qui émet de la lumière est une
source lumineuse. Cette source peut être :
• Source principale: (bougie, lampe, étoile,…)
• Source secondaire. L’objet diffuse la lumière qu’il reçoit (La
Lune, Planètes…
 source monochromatique: est une source capable d’émettre
une seule radiation, donc une seule couleur.
 Remarque
 Une source de la lumière blanche est une source qui émet de la
lumière blanche, c’est-à-dire toutes les radiations. Exemple : le
Soleil.
 Faisceau lumineux : C’est un ensembles des rayons lumineux
émis initialement par la même source.
 Rayon lumineux: pour matérialiser la propagation rectiligne,on
représente des rayons lumineux sous forles des droites issues
de la sources.une flèche indiquant le sens de propagation de la
lumiére.
 Milieu transparent: tout milieux qui laisse passer la lumière. Fait
référence d’un milieu non absorbons.
 Milieu Homogéne: les proprieté du milieu sont les même en
tout point de l’espace.
 Milieu Isotrope: les proprieté du milieu sont les même en tout
les direction.
 Un dioptre: est une surface séparant deux milieux d’indice
différent.
LE prisme
 Définition: le prisme est un milieu réfringent limité par deux
faces planes non parallèles.
 Quand ces deux faces se coupent réellement, la droite
d’intersection est l’arrête du prisme, la face opposée à l’arête
est la base. L’angle du prisme est défini par les deux faces non
parallèles.
Utilisation du lois de réfraction dans
le prisme









Double réfraction au passage du prisme:
Loi de Descarte concernant les 2
dioptres:
air/verre
1sin 𝑖 = 𝑛 sin 𝑟
verre/air
nsin 𝑟 ′ = 1 sin 𝑖′
trigonometrique:
dans le triangle IKI’:
𝜋 − 𝐴 + 𝑟 + 𝑟′ = 𝜋
soit:
𝑨 = 𝒓 + 𝒓′
Condition d’émergence d’un rayon
 𝑟 ′ = 𝐴 − 𝑟 < 𝑎𝑟𝑐 sin

 𝑟>𝐴

1
𝑛
car: (𝑛 sin 𝑟′𝑙𝑖𝑚 =
𝜋
sin
2
)
1
− 𝑎𝑟𝑐 sin
𝑛
on a : sin 𝑖 = 𝑛 sin 𝑟 donc:
𝟏
𝒊 > 𝒂𝒓𝒄 𝐬𝐢𝐧(𝒏 𝐬𝐢𝐧(𝑨 − 𝒂𝒓𝒄 𝐬𝐢𝐧 ))
𝒏
Calcule de la déviation





D
𝐷1 = 𝑖 − 𝑟
𝐷2 = 𝑖 ′ − 𝑟 ′
=
𝐷 = 𝐷1 + 𝐷2
D = 𝑖 − 𝑟 + 𝑖′ − 𝑟′
𝑫 = 𝒊 + 𝒊′ − 𝑨
Expression de la fonction de 𝐷 =
𝑓(𝑖)
 On’a :
𝑫 = 𝒊 + 𝒊′ − 𝑨
La déviation ne depend que de i lorsque n et A sont fixé.
En effet:
 2éme dioptre: 𝑛 sin 𝑟 ′ = 1 sin 𝑖′ 𝑖 ′ = 𝑎𝑟𝑐 sin(𝑛 sin 𝑟′)
𝒊′ = 𝒂𝒓𝒄 𝐬𝐢𝐧(𝒏 𝐬𝐢𝐧(𝑨 − 𝒓))
 1ére dioptre en exprime r :
𝐬𝐢𝐧 𝒊
1 sin 𝑖 = 𝑛 sin 𝑟 𝒓 = 𝒂𝒓𝒄 𝐬𝐢𝐧
𝒏
 Finalement :
𝐬𝐢𝐧 𝒊
𝑫 = 𝒊 + 𝒂𝒓𝒄 𝐬𝐢𝐧(𝒏 𝐬𝐢𝐧(𝑨 − 𝒂𝒓𝒄 𝐬𝐢𝐧
𝒏
)) − 𝑨
(1)
Allure de la fonction 𝐷 = 𝑓(𝑖)
 D’apres la formule (1):
Remarque:
 On voit qu’à une même déviation correspond deux incidences
possibles (principe du retour inverse de la lumière).
Le principe de retour inverse de la lumière :
A
B
donc
B
A
Variation de D en fonction de i :
minimum de déviation
 On constate que lorquei varie de 𝒊𝟎 à
𝝅
, D décroît, passe par
𝟐
un minimum𝐷𝑚 puis augmente.
 Ce minimum se produit quand: 𝑖 = 𝑖 ′ donc 𝑟 = 𝑟 ′
(les deux lois de Descarte au niveau des deux dioptres sont les
même)
On a alors : 𝐷𝑚 = 2𝑖 − 𝐴 𝒊 =
𝑫𝒎 +𝑨
𝟐
 Ona: 𝑟 =
𝐴
2
La lois de Descarte devient :
sin 𝑖 = 𝑛 sin 𝑟 sin(
𝐷𝑚 +𝐴
)
2
= nsin
𝐴
2
𝐴
𝐷𝑚 = 2𝑎𝑟𝑐 sin(𝑛 sin ) − 𝐴
2
Application






Le bâton brisé
Lame à faces parallèles
Le périscope
La pièce de monnaie
La fontaine lumineuse
Le mirage