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Chapitre Opt-1
Quelques propriétés de la lumière
Est-ce que la lumière se déplace ?
Si elle se déplace, quelle est la valeur de la vitesse ?
Comment expliquer la couleur de la lumière ?
I –LA VITESSE DE LA LUMIERE
Film « L’histoire des mesures
de la vitesse de la lumière »
Olaus RÖMER (1644-1710)
James BRADLEY (1693-1762)
François ARAGO (1786-1853)
Hyppolite FIZEAU (1819-1896)
Léon FOUCAULT (1819-1868)
distance parcourue (m)
Vitesse (m/s) = -------------------------------durée écoulée (s)
Après de nombreuses mesures, de plus
en plus précises, la valeur de la vitesse
de la lumière a été fixée.
v = 299 792,458 km/s
Nous utiliserons une valeur approchée :
v = 300 000 km/s = 300 000 000 m/s
II – ETUDE DE LA LUMIERE DU SOLEIL
II – 1. Décomposition de la lumière
II – 1. a) Expérience historique de Sir Isaac NEWTON
Le prisme décompose la
lumière qu’il reçoit.
Lumière
du Soleil
prisme
Ecran
percé
écran
Les couleurs obtenues sur
l’écran forment le spectre
de la lumière blanche.
II – 1. b) Expérience avec un spectroscope à réseau
Un réseau est une plaque de verre ou de matière
plastique transparente sur laquelle sont réalisées
de très fines rayures invisibles à l’œil nu,
équidistantes et parallèles.
Fente fine
Tube épais aux
parois intérieures
noires
Lumière blanche
du Soleil
Spectroscope
à réseau
Réseau
Pour le spectroscope
à réseau, les stries du
réseau sont parallèles
à la fente fine par où
entre la lumière dans
le tube.
L’observateur qui regarde la lumière blanche du Soleil à
travers un spectroscope à réseau voit ceci
Ordre 0
Ordre -2
Ordre -1
Ordre +1
Ordre +2
On constate que le
réseau fournit
plusieurs spectres qui
sont répartis de
manière symétrique de
part et d’autre d’une
‘tâche’ blanche.
Les spectres de droite ont l’ordre des couleurs inversés par
rapport aux spectres de gauche.
La lumière blanche est composée d’une infinité
de lumières de couleurs qui constituent son
spectre.
II – 2. La synthèse additive des couleurs
II – 2. a) Dispositif expérimental
Source de lumière de
couleur …
Rouge
Verte
Bleue
Ecran
II – 2. b) Observation et conclusion
La superposition des trois lumières de
couleurs primaires (rouge, vert, bleu)
conduit à une lumière de couleur
blanche :
ROUGE + VERT + BLEU = BLANC
La superposition de deux lumières de
couleurs primaires conduit à une
lumière de couleur secondaire :
ROUGE + VERT = JAUNE
ROUGE + BLEU = MAGENTA
VERT + BLEU = CYAN
On parle de synthèse additive des couleurs car on
obtient la lumière de couleur blanche par
superposition (addition) des lumières de couleurs
primaires.