Chapitre 3 : la lumière modèle ondulatoire

I) Modèle ondulatoire de la lumière

 

1) La lumière, une onde lumineuse progressive

La lumière est une onde électromagnétique. A chaque onde lumineuse correspond une fréquence u (nu) et une période T telle que:

La célérité d'une onde lumineuse dans le vide (ou l'air)  est :

c = 299 792 458 m.s-1

Chaque onde lumineuse possède une longueur d'onde  (périodicité spatiale) qui correspond à la distance parcourue par l'onde en une période T :

unité:  (m) ; T(s);  (Hz)

2) Lumière mono et polychromatique

La lumière blanche est composée de différentes radiations lumineuses constituant son spectre lumineux continu.  Allure du spectre continu de la lumière blanche (je dis bien allure!) :

Il s'agit d'une lumière polychromatique. Une lumière polychromatique est constituée de plusieurs ondes électromagnétiques, chacune correspondant à une couleur.

Une lumière monochromatique n'est constituée que d'une seule onde électromagnétique de fréquence  (exemple : le laser).

II) Diffraction de la lumière

1) Définition  animation diffraction trou/ fente  Gastebois)

Lorsqu'une onde lumineuse traverse un trou ou rencontre une fente de largeur 'a', de même ordre de grandeur que sa longueur d'onde, on observe un phénomène de diffraction.

Plus la dimension de l'ouverture ou de l'obstacle est faible plus la figure de diffraction est étendue.

2) Ouverture angulaire du faisceau diffracté

Expérience .Lors du phénomène de diffraction, l'ouverture angulaire  du faisceau est peu différente du rapport entre la longueur d'onde  de la radiation lumineuse et la largeur 'a’ de la fente :

d(m): distance entre le centre de la figure de diffraction et le milieu de la première extinction.

D(m) : distance entre la fente et la figure de diffraction.  en radian (rad). La longueur d'onde du rayon diffracté est : 

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