Chapitre 8 – Approximation de l’optique géométrique, rayon lumineux
Pour les milieux transparents (c’est-à-dire non absorbants) et dans le visible, les indices
sont supérieurs à 1. Dans la pratique, on trouve peu d’indice supérieur à 2 (l’indice
du diamant, particulièrement élevé, est de l’ordre de 2,4).
2.3 Longueur d’onde
Tout phénomène périodique peut être représenté par une superposition d’ondes sinusoïdales, comme on le verra dans le cours d’électrocinétique de la deuxième période.
Ainsi toute onde lumineuse peut être considérée comme une superposition d’ondes
sinusoïdales comme celles décrites précédemment. D’après ce qui précède, la vitesse
de propagation de l’onde dépend du milieu mais pas la pulsation v.
Une onde comportant une seule pulsation est dite monochromatique, la pulsation étant
caractéristique de la couleur du rayonnement lumineux.
On utilise aussi pour caractériser l’onde la période T =
2p
v
ou la fréquence n =
1
T
.
Une des grandeurs les plus utilisées est la longueur d’onde :
l = vT =
cT
n
(8.1)
grandeur qui dépend du milieu traversé. On peut exprimer la longueur d’onde l dans
un milieu en fonction de la longueur d’onde l 0 dans le vide :
l =
l 0
n
(8.2)
On remarquera que l 0 = cT .
Les longueurs d’onde correspondant au domaine du visible varient de 400 nm à
750 nm pour un œil moyen. Les couleurs principales sont récapitulées dans le tableau
suivant :
l 0 (nm)
< 400
500
590
630
> 750
n (Hz) > 7,5 10
14
6,0 10
14
5,1 10
14
> 4,8 10
14
< 4,0 10
14
Couleur ultraviolet
bleu
jaune
rouge
infrarouge
On peut citer le cas du laser hélium-néon, de couleur rouge souvent utilisé en travaux
pratiques dont la longueur d’onde est 632, 8 nm.
Les indices de réfraction cités au paragraphe précédent dépendent de la longueur
d’onde.
3. Lois fondamentales de l’optique géométrique
On considère un milieu homogène et isotrope dans toute la suite du cours. Mais que
signifient les termes homogène et isotrope ?
200
Pour les milieux transparents (c’est-à-dire non absorbants) et dans le visible, les indices
sont supérieurs à 1. Dans la pratique, on trouve peu d’indice supérieur à 2 (l’indice
du diamant, particulièrement élevé, est de l’ordre de 2,4).
2.3 Longueur d’onde
Tout phénomène périodique peut être représenté par une superposition d’ondes sinusoïdales, comme on le verra dans le cours d’électrocinétique de la deuxième période.
Ainsi toute onde lumineuse peut être considérée comme une superposition d’ondes
sinusoïdales comme celles décrites précédemment. D’après ce qui précède, la vitesse
de propagation de l’onde dépend du milieu mais pas la pulsation v.
Une onde comportant une seule pulsation est dite monochromatique, la pulsation étant
caractéristique de la couleur du rayonnement lumineux.
On utilise aussi pour caractériser l’onde la période T =
2p
v
ou la fréquence n =
1
T
.
Une des grandeurs les plus utilisées est la longueur d’onde :
l = vT =
cT
n
(8.1)
grandeur qui dépend du milieu traversé. On peut exprimer la longueur d’onde l dans
un milieu en fonction de la longueur d’onde l 0 dans le vide :
l =
l 0
n
(8.2)
On remarquera que l 0 = cT .
Les longueurs d’onde correspondant au domaine du visible varient de 400 nm à
750 nm pour un œil moyen. Les couleurs principales sont récapitulées dans le tableau
suivant :
l 0 (nm)
< 400
500
590
630
> 750
n (Hz) > 7,5 10
14
6,0 10
14
5,1 10
14
> 4,8 10
14
< 4,0 10
14
Couleur ultraviolet
bleu
jaune
rouge
infrarouge
On peut citer le cas du laser hélium-néon, de couleur rouge souvent utilisé en travaux
pratiques dont la longueur d’onde est 632, 8 nm.
Les indices de réfraction cités au paragraphe précédent dépendent de la longueur
d’onde.
3. Lois fondamentales de l’optique géométrique
On considère un milieu homogène et isotrope dans toute la suite du cours. Mais que
signifient les termes homogène et isotrope ?
200