Les lois fondamentales de l’optique géométrique

Pr Hamid TOUMA
Département de Physique
Faculté des Sciences de Rabat
Université Mohamed V

L’optique est l’étude de la lumière.
La lumière est le messager de notre Univers.
La lumière est émise par la matière et se manifeste par son action sur l’œil ou sur d’autres récepteurs parmi lesquels nous citerons : Plaque photographique, …

o Ces récepteurs permettent de mettre en évidence des domaines de lumière que l’œil ne perçoit pas, tels ceux de l’Ultraviolet et de l’Infrarouge. En optique géométrique, la lumière est considérée comme une onde électromagnétique(vibration ondulatoire) qui se propage dans toutes les directions de l’espace, même en absence du milieu matériel.  bleu 

vert



Rouge

 longueur d’onde:

violet

Une onde électromagnétique est une vibration ondulatoire caractérisée par sa fréquence n (nu) ou par sa période temporelle T=1/n.
Ces 2 paramètres T et n sont indépendants du milieu traversé par l’onde en question.

La longueur d’onde  est définie par :

 = v.T = v/n

où v est la vitesse de propagation de l’onde.
Ces 2 grandeurs v et  dépendent du milieu traversé, à l’inverse de la période T et la fréquence n.


1Ä=10-10m

1nm=10-9m

Le spectre électromagnétique

Visible à l’œil nu

1mm=10-6m



La longueur d’onde 0 de la lumière visible à l’œil, par rapport au vide

400 nm

800 nm

La vitesse v de propagation de la lumière dépend du milieu traversé :
Air ou vide eau verre
300 000 km/s 225 000 km/s 200 000 km/s

La lumière se propage dans les milieux transparents différents à des vitesses différentes.

On définit l’indice de réfraction n en un point M quelconque d’un milieu donné par la quantité : n = c/v = air eau éthanol
1

1,3

1,36

vitesse lumière dans le vide
---------------------------------------vitesse lumière dans le milieu verres 1,5 n1

nfaible