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ÉNONCÉS
De l’électromagnétisme à l’optique
Exercice 1
Champ électrique d’un faisceau lumineux
1. Un faisceau laser a une puissance de 1 mW (c’est l’ordre de grandeur typique de la
puissance d’un laser He − Ne). On le focalise sur une cible de 50 mm de diamètre. Quelle
est l’amplitude du champ électrique perçu par la cible ?
2. Même question pour un faisceau laser de puissance 16 kW (puissance instantanée très
facilement obtenue dans les lasers en impulsion).
3. Que pensez vous de ces résultats ?
Exercice 2
Dioptre plan
1. Pour un dioptre plan séparant deux milieux d’indices n 1 et n 2 , rappeler les expressions
des coefficients de réflexion r et de transmission t de l’amplitude d’une onde plane éclairant
le dioptre sous incidence normale du côté du milieu d’indice n 1 .
2. Vérifier directement la relation R 1 T = 1 exprimant la conservation de l’énergie
électromagnétique à la surface du dioptre.
3. Que deviennent les coefficients de réflexion et de transmission de l’amplitude si le
même dioptre est éclairé toujours sous incidence normale, mais du côté du milieu d’indice
n 2 . On appellera r’ et t’ ces nouveaux coefficients. Calculer également les coefficients de
réflexion R
et de transmission T
de l’énergie dans ce cas.
Exercice 3
Coefficient de réflexion d’un miroir métallique
On considère un miroir métallique parfaitement réfléchissant. En utilisant la même
méthode qu’au 4., définir et calculer les coefficients de réflexion de l’amplitude, r, et de
l’énergie, R, de ce miroir sous incidence normale. Comment s’exprime la conservation de
l’énergie lumineuse à la surface de ce miroir ?
Interférences
Exercice 4
Trous de Young (d’après CAPES 1992)
Une source S, de dimensions suffisamment faibles pour pouvoir être considérée comme
ponctuelle, éclaire un écran opaque percé de deux trous S 1 et S 2 , également de faible
dimension, distants l’un de l’autre de a. On note O
le milieu du segment S 1 S 2 , et O
z
l’axe normal en O
au plan opaque. La source S se trouve au point O
de l’axe O
z à une
distance d en amont du point O
. Le phénomène d’interférence est observé sur un écran
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De l’électromagnétisme à l’optique
Exercice 1
Champ électrique d’un faisceau lumineux
1. Un faisceau laser a une puissance de 1 mW (c’est l’ordre de grandeur typique de la
puissance d’un laser He − Ne). On le focalise sur une cible de 50 mm de diamètre. Quelle
est l’amplitude du champ électrique perçu par la cible ?
2. Même question pour un faisceau laser de puissance 16 kW (puissance instantanée très
facilement obtenue dans les lasers en impulsion).
3. Que pensez vous de ces résultats ?
Exercice 2
Dioptre plan
1. Pour un dioptre plan séparant deux milieux d’indices n 1 et n 2 , rappeler les expressions
des coefficients de réflexion r et de transmission t de l’amplitude d’une onde plane éclairant
le dioptre sous incidence normale du côté du milieu d’indice n 1 .
2. Vérifier directement la relation R 1 T = 1 exprimant la conservation de l’énergie
électromagnétique à la surface du dioptre.
3. Que deviennent les coefficients de réflexion et de transmission de l’amplitude si le
même dioptre est éclairé toujours sous incidence normale, mais du côté du milieu d’indice
n 2 . On appellera r’ et t’ ces nouveaux coefficients. Calculer également les coefficients de
réflexion R
et de transmission T
de l’énergie dans ce cas.
Exercice 3
Coefficient de réflexion d’un miroir métallique
On considère un miroir métallique parfaitement réfléchissant. En utilisant la même
méthode qu’au 4., définir et calculer les coefficients de réflexion de l’amplitude, r, et de
l’énergie, R, de ce miroir sous incidence normale. Comment s’exprime la conservation de
l’énergie lumineuse à la surface de ce miroir ?
Interférences
Exercice 4
Trous de Young (d’après CAPES 1992)
Une source S, de dimensions suffisamment faibles pour pouvoir être considérée comme
ponctuelle, éclaire un écran opaque percé de deux trous S 1 et S 2 , également de faible
dimension, distants l’un de l’autre de a. On note O
le milieu du segment S 1 S 2 , et O
z
l’axe normal en O
au plan opaque. La source S se trouve au point O
de l’axe O
z à une
distance d en amont du point O
. Le phénomène d’interférence est observé sur un écran
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