Propagation d'une onde lumineuse
Cours · physique-chimie (2 Bac Sciences, Maroc), chapitre 2 · Maroc, 2 Bac Sciences Physiques et Sciences Mathématiques · le début du chapitre, la suite sur Adloun
La lumière se comporte comme une onde. Ce chapitre décrit sa propagation, les deux phénomènes qui le prouvent — la diffraction et la dispersion — et les grandeurs associées (longueur d'onde, fréquence, indice de réfraction).
2.1 La lumière, une onde
La lumière est une onde électromagnétique : contrairement aux ondes mécaniques, elle se propage dans le vide, à la célérité
Une lumière monochromatique est une onde de fréquence unique . Dans le vide, sa longueur d'onde est :
La couleur perçue est liée à la fréquence (donc à dans le vide).
Une lumière blanche (lumière du Soleil) est polychromatique : elle est composée d'une infinité de radiations monochromatiques, du violet () au rouge ().
2.2 Propagation dans un milieu transparent
Dans un milieu transparent, la lumière se propage à la vitesse . L'indice de réfraction du milieu est :
Propriété : Conservation de la fréquence
Lorsqu'une radiation change de milieu, sa fréquence ne change pas. En revanche, sa longueur d'onde devient :
La longueur d'onde diminue dans un milieu plus réfringent (n plus grand).
2.3 La diffraction
La diffraction est le phénomène par lequel une onde est déviée lorsqu'elle rencontre une ouverture ou un obstacle de dimension comparable à sa longueur d'onde. C'est une preuve du caractère ondulatoire de la lumière.
Propriété : Écart angulaire
Pour une fente de largeur , la lumière est diffractée dans un demi-angle :
en radians, et en mètres. La largeur de la tache centrale sur un écran situé à la distance vaut :
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