Propagation de la lumière Ludovic Grossard, Laurent Delage Département Mesures Physiques, IUT du Limousin Université de Limoges Propagation de la lumière 1/6 M 2303 : Systèmes optiques, 1re année de DUT Mesures Physiques Principe de Fermat Principe de Fermat La lumière se propage d’un point à l’autre sur une trajectoire telle que la durée du parcours soit minimale. Conséquence dans un milieu homogène : vitesse : uniforme ; indice : uniforme ; trajectoire : rectiligne. Propagation de la lumière 2/6 M 2303 : Systèmes optiques, 1re année de DUT Mesures Physiques Exemple Tige de verre immergée dans un mélange eau/toluène Le toluène, plus léger que l’eau, se trouve au-dessus. indice de l’eau : 1.33 indice de la tige : ≈ 1.5 indice du toluène : ≈ 1.5 Dans le toluène, la tige ne modifie pas le comportement de la lumière qui voit un milieu homogène d’indice optique égal à 1.5 Propagation de la lumière 3/6 M 2303 : Systèmes optiques, 1re année de DUT Mesures Physiques Rayon lumineux le faisceau lumineux est un cylindre que l’on appelle rayon le rayon est symbolisé par un trait Propagation de la lumière 4/6 M 2303 : Systèmes optiques, 1re année de DUT Mesures Physiques Temps de propagation En milieu homogène : la vitesse est uniforme : v < c ; pour un chemin donné, le temps de propagation sera plus grand que dans le vide ; tout se passe comme si l’on avait un chemin plus long à parcourir. A B n Le temps de propagation est donné par : t= AB v = AB c /n = n · AB c M 2303 : Systèmes optiques, 1re année de DUT Mesures Physiques Propagation de la lumière 5/6 Chemin optique Chemin géométrique Le chemin géométrique AB est la distance qui sépare A de B. Chemin optique Le chemin optique δA→B ou (AB) est le chemin qui, parcouru à la vitesse c, conduirait au même temps de propagation. A B n δA→B = (AB ) = n · AB Propagation de la lumière 6/6 M 2303 : Systèmes optiques, 1re année de DUT Mesures Physiques