1.
1.1
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L’OPTIQUE GEOMETRIQUE
Qu’est-ce que la lumière ?
La lumière correspond à un transport d’énergie d’une source A vers un récepteur B : pour s’en convaincre il suffit de rester trop longtemps au soleil sur la plage. En physique, les processus de transport d’énergie peuvent être de deux sortes : Echange d’une particule => transfert d’énergie cinétique avec échange de masse Propagation d’une onde => transfert d’énergie sans échange de masse Electricité Electronique Perturbation le long d’une corde Ride à la surface de l’eau Son

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La lumière est à la fois une particule (photon) et une onde (électromagnétique).

1.2
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Modèle géométrique de la propagation de la lumière
La propagation de la lumière (énergie lumineuse) s’effectue selon des trajets appelés rayons de lumière (lumineux). Dans un milieu homogène (même propriété en tout point) et isotrope (même propriété dans toutes les directions), la lumière se propage en ligne droite. Les rayons de lumière sont des droites fléchées dans le sens de la propagation.

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Exemples de milieux homogènes et isotropes : l’air, l’eau, le verre et le vide. Exemple de milieu non homogène : milieux formés de couches

1

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Exemple de milieux non isotropes : cristaux

1.3
a.

Grandeurs caractéristiques de la lumière
Longueur d’onde

Lumière monochromatique Une lumière monochromatique n’est pas décomposable (par un prisme). Sa teinte est caractérisée par une grandeur appelée longueur d’onde, que l’on note . Exemple : Soleil  5,55.107 m  555nm  0,555µm Attention aux unités : 1 µm = 10-6 m ; 1 nm = 10-9 m ; 1µm = 1000 nm

Lumière polychromatique Une lumière ploychromatique est décomposable par un prisme. Elle correspond à un mélange de plusieurs longueurs d’onde.

Lumière visible L’œil humain est sensible aux ondes de longueurs d’onde comprises entre 400 nm (violet) et 800 nm (rouge). La lumière perçue blanche par un oeil humain est un mélange de toutes ces longueurs d’onde.