1
Les bases de
l’optique géométrique –
Réflexion et réfraction
125
LES OBJECTIFS
• Tracés élémentaires de rayons lumineux.
• Utilisation des lois de réflexion et réfraction des
rayons lumineux.
LES PRÉREQUIS
• Indices, longueur d’onde, lois de Descartes.
LES OUTILS MATHÉMATIQUES
• Trigonométrie élémentaire.
ESSENTIEL
La lumière
• La lumière résulte en général de la superposition d’ondes électromagnétiques de différentes longueurs d’onde. Une lumière monochromatique correspond à une onde sinusoïdale de fréquence bien
déterminée.
• Dans le vide, la lumière se propage dans toutes les directions de l’espace à la vitesse :
c = 299 792 458 m . s
–1
soit environ 3 . 10
8
m . s
–1
.
• La longueur d’onde l dans le vide, la fréquence n et la période T sont liées par l = cT = .
• Le domaine de la lumière visible par l’œil humain correspond aux longueurs d’onde comprises entre
0,4 µm et 0,8 µm (400 nm et 800 nm).
• Dans les milieux transparents, la lumière se
propage à la vitesse v =
où n est l’indice
optique du milieu.
Si n dépend de la fréquence (ou de la longueur
d’onde), le milieu est dit dispersif.
• La plupart des milieux transparents ont un
indice qui vérifie assez bien la formule simplifiée de Cauchy :
n = A +
avec A et B positifs.
On a alors n bleu > n jaune > n rouge .
• Quelques ordres de grandeurs d’indices :
air : n ≈ 1 ; eau : n = 1,33 ; verres : n variant de 1,5 à 1,8 environ.
©Hachette Livre, H-Prépa Exercices et problèmes, Physique, MPSI-PCSI-PTSI
La photocopie non autorisée est un délit.
couleur
limite de l’ultraviolet
violet
bleu
vert
jaune
orange
rouge
limite de l’infrarouge
longueur d’onde
400 nm
420 nm
470 nm
530 nm
580 nm
600 nm
650 nm
780 nm
Les bases de
l’optique géométrique –
Réflexion et réfraction
125
LES OBJECTIFS
• Tracés élémentaires de rayons lumineux.
• Utilisation des lois de réflexion et réfraction des
rayons lumineux.
LES PRÉREQUIS
• Indices, longueur d’onde, lois de Descartes.
LES OUTILS MATHÉMATIQUES
• Trigonométrie élémentaire.
ESSENTIEL
La lumière
• La lumière résulte en général de la superposition d’ondes électromagnétiques de différentes longueurs d’onde. Une lumière monochromatique correspond à une onde sinusoïdale de fréquence bien
déterminée.
• Dans le vide, la lumière se propage dans toutes les directions de l’espace à la vitesse :
c = 299 792 458 m . s
–1
soit environ 3 . 10
8
m . s
–1
.
• La longueur d’onde l dans le vide, la fréquence n et la période T sont liées par l = cT = .
• Le domaine de la lumière visible par l’œil humain correspond aux longueurs d’onde comprises entre
0,4 µm et 0,8 µm (400 nm et 800 nm).
• Dans les milieux transparents, la lumière se
propage à la vitesse v =
où n est l’indice
optique du milieu.
Si n dépend de la fréquence (ou de la longueur
d’onde), le milieu est dit dispersif.
• La plupart des milieux transparents ont un
indice qui vérifie assez bien la formule simplifiée de Cauchy :
n = A +
avec A et B positifs.
On a alors n bleu > n jaune > n rouge .
• Quelques ordres de grandeurs d’indices :
air : n ≈ 1 ; eau : n = 1,33 ; verres : n variant de 1,5 à 1,8 environ.
©Hachette Livre, H-Prépa Exercices et problèmes, Physique, MPSI-PCSI-PTSI
La photocopie non autorisée est un délit.
couleur
limite de l’ultraviolet
violet
bleu
vert
jaune
orange
rouge
limite de l’infrarouge
longueur d’onde
400 nm
420 nm
470 nm
530 nm
580 nm
600 nm
650 nm
780 nm