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ÇÒÒÒ ÐÙÑÑÒÒÙ××
Ce chapitre est consacré aux ondes associées aux phénomènes lumineux. Après avoir donné
les ordres de grandeurs relatifs aux ondes lumineuses, on caractérise les différentes sources
de lumière par leur spectre. On présente ensuite dans le cas de la lumière le phénomène de
diffraction qui est commun à tous les types d’onde. Enfin, le caractère particulier des ondes
lumineuses, ondes vectorielles, est mis en valeur par l’étude de la polarisation.
1 L’onde lumineuse
1.1 Existence et nature de l’onde lumineuse
La nature de la lumière a fait l’objet d’une controverse scientifique aux XV II ème et XV III ème
siècles entre les partisans de deux théories :
• la théorie corpusculaire, initiée par Newton, selon laquelle la lumière est faite de particules
émises par les corps lumineux,
• la théorie ondulatoire, initiée par Hooke et développée par Huygens, selon laquelle la lumière est une onde.
Au XIX ème siècle, la découverte des phénomènes d’interférences lumineuses, par Young et
Fresnel notamment, prouva de manière indéniable l’existence d’une onde lumineuse. Toutefois, on ne connaissait pas la nature physique de la grandeur qui se propage avec cette onde.
La question fut résolue à la fin du XIX ème , quand Maxwell établit théoriquement l’existence
d’ondes électromagnétiques se propageant dans le vide à une vitesse égale à la vitesse de la
lumière. Il est depuis établi que la lumière est une onde électromagnétique.
On verra dans le chapitre Introduction au monde quantique que les découvertes faites au
XX ème siècle ont conduit à la conclusion que la lumière a aussi une nature corpusculaire.
1.2 Célérité de l’onde lumineuse
a) Célérité de la lumière dans le vide
L’ordre de grandeur de la vitesse de propagation de la lumière (10 8 m·s −1 ) a été trouvé au
XV II ème siècle par le danois O.C. Römer qui le déduisit de l’analyse d’observations des satellites de Jupiter. Cette vitesse est tellement élevée que Descartes la pensait infinie et qu’une
tentative de mesure directe par Galilée n’avait pas abouti (il s’agissait de mesurer le temps
ÇÒÒÒ ÐÙÑÑÒÒÙ××
Ce chapitre est consacré aux ondes associées aux phénomènes lumineux. Après avoir donné
les ordres de grandeurs relatifs aux ondes lumineuses, on caractérise les différentes sources
de lumière par leur spectre. On présente ensuite dans le cas de la lumière le phénomène de
diffraction qui est commun à tous les types d’onde. Enfin, le caractère particulier des ondes
lumineuses, ondes vectorielles, est mis en valeur par l’étude de la polarisation.
1 L’onde lumineuse
1.1 Existence et nature de l’onde lumineuse
La nature de la lumière a fait l’objet d’une controverse scientifique aux XV II ème et XV III ème
siècles entre les partisans de deux théories :
• la théorie corpusculaire, initiée par Newton, selon laquelle la lumière est faite de particules
émises par les corps lumineux,
• la théorie ondulatoire, initiée par Hooke et développée par Huygens, selon laquelle la lumière est une onde.
Au XIX ème siècle, la découverte des phénomènes d’interférences lumineuses, par Young et
Fresnel notamment, prouva de manière indéniable l’existence d’une onde lumineuse. Toutefois, on ne connaissait pas la nature physique de la grandeur qui se propage avec cette onde.
La question fut résolue à la fin du XIX ème , quand Maxwell établit théoriquement l’existence
d’ondes électromagnétiques se propageant dans le vide à une vitesse égale à la vitesse de la
lumière. Il est depuis établi que la lumière est une onde électromagnétique.
On verra dans le chapitre Introduction au monde quantique que les découvertes faites au
XX ème siècle ont conduit à la conclusion que la lumière a aussi une nature corpusculaire.
1.2 Célérité de l’onde lumineuse
a) Célérité de la lumière dans le vide
L’ordre de grandeur de la vitesse de propagation de la lumière (10 8 m·s −1 ) a été trouvé au
XV II ème siècle par le danois O.C. Römer qui le déduisit de l’analyse d’observations des satellites de Jupiter. Cette vitesse est tellement élevée que Descartes la pensait infinie et qu’une
tentative de mesure directe par Galilée n’avait pas abouti (il s’agissait de mesurer le temps