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1 : La nature de la lumière

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    Dans ce chapitre, nous étudions les propriétés de base de la lumière. Dans les chapitres suivants, nous étudierons le comportement de la lumière lorsqu'elle interagit avec des dispositifs optiques tels que des miroirs, des lentilles et des ouvertures.

    • 1.1 : Prélude à la nature de la lumière
      Les équations de Maxwell prédisent l'existence d'ondes électromagnétiques et leur comportement. Les ondes radio et infrarouges, la lumière visible, les rayons ultraviolets et les rayons X sont des exemples de lumière. Il est intéressant de noter que tous les phénomènes lumineux ne peuvent pas être expliqués par la théorie de Maxwell. Des expériences menées au début du XXe siècle ont montré que la lumière possède des propriétés corpusculaires ou semblables à des particules.
    • 1.2 : La propagation de la lumière
      L'indice de réfraction d'un matériau est\(n = \frac{c}{v}\), où v est la vitesse de la lumière dans un matériau et c est la vitesse de la lumière dans le vide. Le modèle de rayons de lumière décrit la trajectoire de la lumière sous forme de lignes droites. La partie de l'optique qui traite de l'aspect rayonnant de la lumière est appelée optique géométrique. La lumière peut se déplacer de trois manières d'une source à un autre endroit : (1) directement de la source à travers un espace vide ; (2) à travers divers supports ; et (3) après avoir été réfléchie par un miroir.
    • 1.3 : La loi de la réflexion
      À la fin de cette section, vous serez en mesure de : Expliquer la réflexion de la lumière sur des surfaces polies et rugueuses. Décrire le principe et les applications des réflecteurs d'angle.
    • 1.4 : Réfraction
      À la fin de cette section, vous serez en mesure de : Décrire comment les rayons changent de direction lorsqu'ils entrent dans un milieu. Appliquer la loi de réfraction à la résolution de problèmes
    • 1.5 : Réflexion interne totale
      À la fin de cette section, vous serez en mesure de : Expliquer le phénomène de la réflexion interne totale. Décrire le fonctionnement et les utilisations des fibres optiques. Analysez la raison de l'éclat des diamants
    • 1.6 : Dispersion
      À la fin de cette section, vous serez en mesure de : Expliquer la cause de la dispersion dans un prisme. Décrire les effets de la dispersion sur la production d'arcs-en-ciel. Résumez les avantages et les inconvénients de la dispersion
    • 1.7 : Principe de Huygens
      certains phénomènes nécessitent une analyse et des explications basées sur les caractéristiques des ondes de la lumière. Cela est particulièrement vrai lorsque la longueur d'onde n'est pas négligeable par rapport aux dimensions d'un dispositif optique, comme une fente en cas de diffraction. Le principe de Huygens est un outil indispensable pour cette analyse. Par exemple, selon le principe de Huygens, chaque point d'un front d'onde est une source d'ondelettes qui s'étendent vers l'avant à la même vitesse que l'onde elle-même.
    • 1.8 : Polarisation
      La polarisation est l'attribut selon lequel les oscillations des ondes ont une direction définie par rapport à la direction de propagation de l'onde. La direction de polarisation est définie comme étant la direction parallèle au champ électrique de l'onde EM. La lumière non polarisée est composée de nombreux rayons ayant des directions de polarisation aléatoires. La lumière non polarisée peut être polarisée en la faisant passer à travers un filtre polarisant ou un autre matériau polarisant. Le processus de polarisation de la lumière diminue son intensité d'un facteur
    • 1.A : La nature de la lumière (réponses)
    • 1.E : La nature de la lumière (exercices)
    • 1.S : La nature de la lumière (résumé)

    Miniature : Une onde EM, telle que la lumière, est une onde transversale. Les\(\overrightarrow{B}\) champs électriques\(\overrightarrow{E}\) et magnétiques sont perpendiculaires à la direction de propagation. La direction de polarisation de l'onde est la direction du champ électrique.