Chapitre II-1 La lumière

parallèle divergent convergent
Chapitre II-1 La lumière
A- Quelques définitions
Lumière : « Agent physique capable d'impressionner la rétine de l'oeil. »
Optique : « Branche de la physique qui étudie la lumière et les phénomènes s’y rattachant. »
·opt.géométrique : Étude de la formation des images par des miroirs et des len-
tilles, basée sur la propagation rectiligne de la lumière.
·opt.physique : Étude de la nature et du comportement de la lumière, par les
modèles corpusculaire et ondulatoire.
On étudie la propagation de la lumière surtout par le
modèle ondulatoire : la lumière est une onde comme
toutes celles du spectre électromagnétique (ondes
radios, les infra-rouges ou les rayons X...).
·optique quantique : Étude de l'interaction entre la lumière et les particules
atomiques de la matière.
On étudie l'interaction entre la lumière et la matière
surtout par le modèle corpusculaire : la lumière est faite
de corpuscules appelés QUANTA ou PHOTONS.
Catoptrique: « Partie de l’optique étudiant la réflexion de la lumière. »
Dioptrique : « Partie de l’optique étudiant la réfraction de la lumière. »
B- Caractéristiques de la lumière
1) Propagation de la lumière
a) La lumière se déplace en ligne droite.
Rayon lumineux : « Trajet rectiligne d'une radiation lumineuse visible à partir d'un point de
la source. »
Un faisceau lumineux est un
ensemble de rayons lumineux.
a) La lumière se déplace en ligne droite.
b) La lumière peut être déviée.
c) La lumière peut passer à travers des objets.
d) La lumière se déplace très vite.

Ex(1) : Sténoscope (inventé au XVIe siècle)
Observations:
L’image est .
Lorsque le sténopé est gros, l’image est et .
Lorsque le sténopé est petit, l’image est et .
b) La lumière peut être déviée :
g : grandissement
hi : hauteur de l’image
ho : hauteur de l’objet
q : distance image-sténopé
p : distance objet-sténopé
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c) La lumière peut passer à travers des objets
Opaque : « Se dit d’un objet qui le passage de la lumière. »
Transparent : « Se dit d’un objet que la lumière sans être diffusée : on
peut donc reconnaître les objets situés de l’autre côté. »
Translucide : « Se dit d’un objet que la lumière en étant : on
ne peut pas reconnaître ce qui est de l’autre côté. »
Absorption : « Diminution progressive de l’intensité du faisceau traversant un milieu
transparent quelconque. »
Lumière ambiante : « Lumière provenant de toutes les directions avec la même intensité.
Elle est constante partout et sans ombre. »
d) La lumière se déplace très vite
c = 3,00 x 108 m/s
Ombres et pénombres
Lecture : p.150-152 (6.1)
Feuille II-1 # 1-2, 11-14
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2) Couleur
a) Longueur d’onde et fréquence
La caractéristique principale des ondes lumineuses est leur longueur. (p.2)
c : vitesse de la lumière (m/s)
ë : longueur d'onde (m)
f : fréquence (Hz)
Ex(1) : Quelle est la fréquence d’une radiation dont la longueur d’onde est de 625 nm ?
Ex(2) : Quelle est la longueur d’onde d’un photon dont la fréquence est de 6,8 × 1014 Hz ?
De quel type de rayonnement s’agit-il ?
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Polychromatique : « Se dit d’un rayon lumineux formé de radiations ayant différentes
longueurs d'onde et donc différentes . »
Ex(1) : On décompose la lumière blanche en
utilisant un prisme de verre. (p.53)
·La lumière blanche est
polychromatique. Un rayon de
lumière blanche est formée de toutes
les couleurs visibles formant un
dégradé continu du rouge au violet -
(rouge - orange - jaune - vert - bleu -
(indigo) - violet).
Dans un arc-en-ciel, les gouttes d'eau jouent le rôle du prisme. (p.54)
Dispersion : « causée par la réfraction de la lumière. »
Monochromatique : « Se dit d’un rayon lumineux formé de radiation d'une seule longueur
d'onde et donc d’une seule . »
Ex(2) : Il n’y a pas de séparation de couleur
d’un rayon monochromatique
traversant un prisme. Le rayon
transmis a la même couleur.
b) Perception des couleurs: synthèse additive
des couleurs
Les couleurs ne sont pas des réalités et n'existent pas en tant que telles. Elles ne sont que la
manière que le cerveau humain perçoit la réalité d'une longueur d'onde particulière.
La rétine de l’oeil est composée de bâtonnets et
de cônes (Page 60-61). Ces derniers sont de
trois types. Chaque type est sensible à une
région du spectre lumineux bien définie: bleu,
vert et rouge. Ces trois couleurs sont appelées
couleurs primaires.
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