30 - Optique ondulatoire

30 - Optique ondulatoire - Physique COURS OPTIQUE...

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Page 1 Christian MAIRE EduKlub S.A. Tous droits de l’auteur des œuvres réservés. Sauf autorisation, la reproduction ainsi que toute utilisation des œuvres autre que la consultation individuelle et privée sont interdites. Physique OPTIQUE ONDULATOIRE COURS CH.30 : OPTIQUE ONDULATOIRE Plan (Cliquer sur le titre pour accéder au paragraphe) ********************** CH.30 : OPTIQUE ONDULATOIRE . ............................................................................................................. 1 I. PRELIMINAIRES. ................................................................................................................................ 2 I.1. NOTION DE CHEMIN OPTIQUE. ..................................................................................... 2 I.1.1. Définition. ............................................................................................................................ 2 I.1.2. Surface d’onde et stigmatisme . ............................................................................................ 2 I.1.3. Théorème de Malus . ............................................................................................................ 2 I.2. LES DIFFERENTS MODELES DE LA LUMIERE. ........................................................ 3 I.2.1. Le modèle géométrique . ...................................................................................................... 3 I.2.2. Le modèle corpusculaire. ..................................................................................................... 3 I.2.3. Le modèle ondulatoire . ........................................................................................................ 3 I.2.4. Quel modèle utiliser ?. ......................................................................................................... 3 II. INTERFERENCES LUMINEUSES. ......................................................................................................... 4 II.1. NOTION DE « VIBRATION LUMINEUSE ». ................................................................... 4 II.1.1. Théorie scalaire de la lumière. ............................................................................................. 4 II.1.2. Composition de 2 vibrations lumineuses. ............................................................................ 4 II.1.3. Notion de « COHERENCE » . ............................................................................................. 5 II.1.4. Notion d’ordre d’interférence . ............................................................................................. 5 II.2. INTERFERENCES PAR DIVISION DU FRONT D’ ONDE. .......................................... 5 II.2.1. Fonctionnement de principe en lumière monochromatique . ............................................... 5 II.2.2. Exemple du dispositif des trous d’ Young. .......................................................................... 6 II.2.3. Autres dispositifs diviseurs du front d’onde. ....................................................................... 7 II.2.4. Problème de la cohérence spatiale. ...................................................................................... 7 II.2.5. Problème de la cohérence temporelle . ................................................................................. 8 II.2.6. Utilisation de ces dispositifs en lumière « blanche ». .......................................................... 9 II.3. INTERFERENCES PAR DIVISION D’ AMPLITUDE. ................................................... 10 II.3.1. Description de l’interféromètre de Michelson. .................................................................. 10 II.3.2. Utilisation en lame d’air : franges d’égale inclinaison. ..................................................... 11 II.3.3. Utilisation en coin d’air : franges d’égale épaisseur. ......................................................... 11 III. DIFFRACTION A L’ INFINI. .......................................................................................................... 12 III.1. PRINCIPE D’ HUYGENS – FRESNEL. ......................................................................... 12 III.1.1. Enoncé . .............................................................................................................................. 12 III.1.2. Expression mathématique du Principe. .............................................................................. 12 III.1.3. Distinction « diffraction à distance finie » ou « diffraction à l’infini ». ............................ 13 III.1.4. Diffraction à l’infini d’une onde plane par un diaphragme plan. ...................................... 13 III.2. EXEMPLE D’ UNE OUVERTURE RECTANGULAIRE. ........................................... 14 III.2.1. Expression de l’éclairement. .............................................................................................. 14 III.2.2. Cas limite d’une fente « fine ». .......................................................................................... 14 III.3. CAS D’ UNE OUVERTURE CIRCULAIRE. ............................................................... 15 III.4. DIFFRACTION ET LIMITATIONS D’ UN SYSTEME OPTIQUE. ......................... 16 IV. RESEAUX PLANS . ........................................................................................................................ 16 IV.1. GENERALITES . ............................................................................................................... 16 IV.1.1. Définitions . ........................................................................................................................ 16
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Page 2 Christian MAIRE EduKlub S.A. Tous droits de l’auteur des œuvres réservés. Sauf autorisation, la reproduction ainsi que toute utilisation des œuvres autre que la consultation individuelle et privée sont interdites. Physique OPTIQUE ONDULATOIRE COURS IV.1.2. Différents types de réseaux plans . ..................................................................................... 16 IV.2. ETUDE QUANTITATIVE . ............................................................................................. 17 IV.2.1. Différence de marche entre 2 rayons voisins. .................................................................... 17 IV.2.2. Expression de l’éclairement. .............................................................................................. 17 IV.2.3. Application pratique : spectroscopie à réseau. .................................................................. 18 V. REMARQUES FINALES. .................................................................................................................... 18 ********************** I. PRELIMINAIRES I.1. NOTION DE CHEMIN OPTIQUE I.1.1. Définition Soit un milieu caractérisé en tout point (,,) Mxyz par un indice nxyz ; on définit le chemin optique entre 2 points et AB , le long d’une courbe () C par : / ( ) B AC L A B nxyz dl == Le chemin optique est égal à la distance que franchirait la lumière dans le vide pendant le même temps t qu’elle met à parcourir la courbe C dans le
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This note was uploaded on 03/18/2012 for the course PHYS 101 taught by Professor M.dupont during the Spring '12 term at Paris Tech.

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