Chap 04 - Modèle ondulatoire de la lumière

I ) Diffraction de la lumière :

Les ondes mécaniques sont ……………. lorsqu'elles rencontrent un obstacle ou une ouverture de dimension ………… de leur longueur d'onde.

1) Ouverture circulaire : (expérience)

On observe sur l'écran une figure de …………...
Ce phénomène se produit lorsque la lumière passe par une ouverture de …….. taille. La lumière du laser a été ………..

Plus l'ouverture est petite, plus la diffraction est ………….

2) Ouverture en forme de fente : (expérience)

La figure de diffraction est constituée d'une tache centrale ……… des taches voisines. Ces taches sont alignées selon une direction ………………. à la fente.

Plus la fente est étroite, plus la diffraction est ………...

3) Interprétation :

La diffraction étant caractéristique des ondes, ces expériences montrent le caractère …………. de la lumière. La lumière est une onde ……………………. qui se propage.

4) Diffraction de la lumière blanche : (expérience)

0n observe la lumière du soleil à travers un voilage de tergal.

On obtient aussi une diffraction, avec des taches ………… bordées de ………. d'un côté et de ……. de l'autre, formant une ………...

5) Etude détaillée de la diffraction d'un faisceau laser par une fente :

L'ouverture est une fente de largeur a (en m ).

λ₀ : longueur d'onde de la radiation dans le vide (m)

θ : écart angulaire ( en rad ) entre le milieu de la tache
centrale et la 1^ère extinction .

θ = … / ….
D'après le schéma, tan θ = ….. / ….. = … / …

Si θ est petit, tan θ ≈…... θ ≈ …. / …..

II ) Lumière :

1) Lumière monochromatique :

Définition : Une lumière monochromatique est une onde …………………. …………… …………… de fréquence ……….. La couleur de cette lumière dépend de sa …………..

Ces ondes présentent une double …………… ………….. ( … ) et ………… (…).

λ = … x….. = … / …

La longueur d'onde dans le vide d'une onde lumineuse monochromatique est notée λ₀

La lumière émise par le laser est une onde …………………. ……………. de fréquence ……….

La lumière se propage dans le ……, et dans les milieux …………… ( …., ….., …., ….., etc...).

2) Radiations visibles :

On définit une lumière visible par rapport à ….. ………...
Les longueurs d'onde du domaine visible sont comprises entre …. et …. nm.

Les radiations U.V. ont une longueur d'onde …………. à …. nm et les radiations infra rouge I.R. ont une longueur d'onde ………… à …… nm

III ) Spectres lumineux :

1) Lumière monochromatique : laser :

Pour étudier la composition d'une lumière, on la décompose à travers un ……... ( milieu ………) ou un ………

Sur l'écran, on observe une ….. ……., ce qui confirme que la radiation est ……………….

2) Lumière polychromatique :

Une lumière polychromatique est composée de …………. ondes ………………. .

La lumière blanche émise par le soleil est …………….. :

Décomposition :

Le spectre de la lumière blanche est …………... C'est celui de la lumière visible.

Ce spectre peut aussi être obtenu grâce aux gouttes d'eau de …………….

Remarque : Lors de la réfraction d'une lumière polychromatique par un prisme, les radiations de faibles longueurs d'onde comme le …… sont ….. ……… alors que celles de grandes longueurs d'onde comme le ……… sont …….. ……..

Par contre, si on étudie la lumière émise par certaines lampes comme celle à vapeurs de mercure, on obtient un spectre ………….

IV ) Propagation d'une onde lumineuse dans un milieu transparent :

1) Milieu transparent :

Il est caractérisé par son ………. de ………...

L'………. de …………. d'un milieu transparent est le rapport entre la ………… d'une onde se propageant dans le …….. et sa …………. dans le milieu considéré.

… : ……….. de ………. du milieu transparent ( sans unité )

… = … / … avec … : ……… de l'onde dans le vide ( m.s^-1 )

… : ……… de l'onde dans le milieu transparent (m.s^-1)

Il est dit dispersif si la célérité d'une onde lumineuse monochromatique qui se propage dans ce milieu dépend de sa …………… (donc de sa ………. …….. dans le vide).

L'indice de réfraction d'un milieu dispersif dépend donc de la ………… de l'onde qui s'y propage.

2) Propagation d'une onde :

La fréquence d'une onde ne dépend que de la ……….. de la source.
Elle ne ………. pas du milieu de propagation de l'onde.

La célérité d'une onde v ………. du milieu de propagation.
Elle est toujours ………… à celle de cette onde dans le vide c . v … c .

n est toujours ………… à … . n …..

Dans le vide, la célérité de la lumière est c = 299 792 458 m.s^-1 (on retiendra c ≈ …….m.s^-1).

La célérité de la lumière dans le vide ne ……… pas de la fréquence de l'onde.

La célérité de la lumière dans l'air est pratiquement ……… à sa célérité dans le vide (v_air … c_vide).