Physique 534

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Physique 534 - Notes de cours Chapitre 1 - La lumière et son mode de propagation

Différents phénomènes lumineux : 1. Incandescence : Émission de lumière suite à un chauffage à très haute température 2. Luminescence : Production de lumière par excitation des électrons (sans chauffage) a. Fluorescence : Absorption de lumière par un atome puis émission dans sa longueur d’onde. b. Phosphorescence: Emmagasinage de lumière suivie d’une lente émission dans l’obscurité c. Bioluminescence : Production de lumière par les animaux (ex : luciole) d. Chimioluminescence : Production de lumière suite à une réaction chimique. (ex : light stick) 3. Réflexion : Le rayon lumineux est redirigé dans une autre direction 4. Absorption : Transformation de la lumière en chaleur au contact de la matière. 5.Réfraction : Déviation d’un rayon lumineux lorsqu’il change de milieu 6. Dispersion : Séparation des différentes couleurs du spectre lumineux 7. Diffusion : Redirection de la lumière qui frappe un corps dans toutes les directions 8. Diffraction : Séparation d’un faisceau en plusieurs sources ponctuelles qui font de l’interférence

Définition de la lumière Type d’énergie sous forme de rayonnementélectromagnétique. Selon la dualité onde-corpuscule, elle peut être représentée soit par des ondes, soit par des photons dépendamment de la réalité qu’elle doit expliquer. Sa vitesse dans le vide est de 300 000 000 m/s ou de 3 x 108 m/s. Comment décrire la lumière ? A :Par sa longueur d’onde (λ) : La longueur d’onde est la distance entre deux crêtes adjacentes. Elle est à l’origine des différentstypes d’onde.

B : Par son amplitude :

L’amplitude est ce qui différencie une lumière forte d’une lumière faible. Différents rayons peuvent se superposer ce qui pourra augmenter l’amplitude d’un rayon lumineux.

Quelques sources lumineuses Faisceau lumineux : Ensemble de rayons lumineux qui va en s’agrandissant Pinceau lumineux : Rayon lumineux : Source ponctuelle : Source étendue : SourceLaser : Faisceau dont l’ouverture est extrêmement petite Ligne droite représentant un pinceau lumineux « unidimensionnel » Source qui n’a pas de dimension. La lumière qu’elle projette provient d’un point. Source à une, deux ou trois dimensions qui émet de la lumière sur une large bande Appareil qui produit un faisceau de lumière cohérente. Les photons qui constituent le faisceau sont tous en phaseau lieu d’être distribué de façon aléatoire comme la lumière habituelle.

Le sténopé et la chambre noire Le sténopé est le minuscule trou que l’on fait dans une chambre noire. Pour résoudre les problèmes de chambres noires, il faut utiliser les triangles semblables.

Objet Image

li Hs ds H s = ds li Hi HI

L’ombre et la pénombre Ombre : Pénombre : Clarté : Netteté : Région qui ne reçoitaucune lumière d’aucune source. Région qui reçoit en partie l’éclairage ambiant. On ne peut la retrouver dans le cas d’une source ponctuelle. Zone qui reçoit la totalité de la lumière de la source. Elle augmente à mesure que la pénombre diminue. Une netteté parfaite ne contient pas de pénombre.

Source lumineuse Zone de pénombre Zone d’ombre Obstacle Zone de clarté 4 facteurs qui font varier lazone d’ombre : 1. 2. 3. 4. Étendue de la source Étendue de l’obstacle Distance obstacle/source Distance écran / obstacle

Phases lunaires et éclipses
Premier cartier

Rayons solaires

Pleine lune

Nouvelle lune (Invisible)

Rayons solaires

Dernier cartier

Éclipse solaire : Éclipse lunaire :

La Lune est entre le Soleil et la Terre (la lune obscurcit le ciel) La Terre est entrele Soleil et la Lune (la lune est rouge)

Le concept d’année lumière (AL) Une année lumière est la distance parcourue par un rayon lumineux en un an. Comme la vitesse de la lumière (c) est de 3 x 108 m/s, on peut dire que la lumière parcourt environ 9,48 x 1015 m par année soit 9 480 000 000 000 000 m.

Physique 534 -Notes de cours

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