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PROGRAMME DE COLLES PHYSIQUE CHIMIE
SEMAINE 2
19/09/16 - 24/09/16
Optique Géométrique
Notions de base. Rayon lumineux. Lois de Descartes. Réflexion totale.
Systèmes centrés. Conditions de Gauss. Stigmatisme rigoureux et approché.
Aplanétisme.
Aberrations géométriques et chromatiques.
Eléments fondamentaux : lentille mince. Points remarquables, foyers principaux et
secondaires, relation de conjugaison : relations de Newton et conjugaison avec origine
au centre pour les lentilles (Descartes) – à ne pas connaître par coeur. Grandissement.
Constructions géométriques d’images et de rayons (utilisation des foyers secondaires,
en particulier).
Contrôle de rayon lumineux : contrôle de la direction par une réflexion ou une
réfraction ; translation à l’aide d’une lame à faces parallèle.
Notions sur l’œil et les aspects géométriques de la vision.
Utilisations courantes des lentilles : projection sur un écran, loupe, obtention de faisceau
parallèle. Lunette astronomique et agrandisseur de faisceau laser.
Propriétés Ondulatoires de la Lumière
Signal optique. Eclairement : aspects énergétique d’une onde lumineuse. Lien avec le
signal optique. Cas du signal monochromatique. Longueur d’onde et vecteur d’onde dans
le vide. Ordres de grandeur.
Propagation d’une onde monochromatique. Chemin optique. Déphasage par
propagation. Longueur d’onde et vecteur d’ondes dans le milieu. Surfaces d’ondes.
Théorème de Malus. Chemin optique entre deux points stigmatiques.
Onde sphérique. Onde plane - expression du signal optique complexe dans ce cas.
Autres facteurs modifiant le signal au cours de sa propagation. Changement d’amplitude
par absorption, réflexion sur un miroir ; influence d’un dioptre. Réflexions avec et sans
déphasage de . Passage par un point de convergence.
Interférences Lumineuses à deux Ondes
Superposition de deux ondes. Eclairement résultant. Cas d’ondes totalement
incohérentes (exemple : ondes monochromatiques de fréquences distinctes).
Interférences entre deux ondes parfaitement monochromatiques. Formule générale de
l’éclairement résultant. Interférences constructives et destructives. Ordre d’interférence.
Contraste du phénomène d’interférences. Cas de deux ondes de même intensité.
Système de deux points sources dans un milieu homogène. Géométrie des Franges
sombres et brillantes. Modes d’observation sur un écran : notions qualitatives.
Identité de l’état d’interférence en deux points conjugués par un système optique.
Cas de sources réelles. Modèle des trains d’ondes. Temps et longueurs de cohérence.
Ordres de grandeur typiques. Impossibilité d’obtenir des interférences entre deux
sources physiquement distinctes.
LYCEE PASTEUR, SPE MP, J.A. Cavaillès, 09/16
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