3. LA LUMIÈRE, ONDE ÉLECTROMAGNÉTIQUE

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1 3. LA LUMIÈRE, ONDE ÉLECTROMAGNÉTIQUE
3.1 OPPH électromagnétiques Supposons phase de l’onde si avec même phase en à qu’en x à t si : vitesse de (propagation de la) phase

2 Dans le vide une OPPH se propage en ligne droite à la vitesse de phase : il y a couplage entre le champ magnétique et le champ magnétique : (avec ) et : trièdre direct tournent autour de l’axe Ox…

3 …sauf dans le cas d’une OPPH polarisée
rectilignement selon :

4 La puissance électromagnétique traversant
une surface S orientée est égale au flux du vecteur de Poynting : Pour une OPPH dans le vide : avec :

5 Dans un milieu transparent
VIDE MILIEU TRANSPARENT : pas de dispersion n indice de réfraction du milieu dans le domaine de l’optique n dépend de  (de  dans le vide) : dispersion : permittivité relative  longueur d’onde dans le vide d’où soit

6 verre « crown » (classique)
Quelques valeurs de n à 15°C : air sec eau verre « crown » (classique) verre « flint » diamant

7 Lumière : ondes électromagnétiques détectées par l’œil humain.
3.2 Domaine de l’optique Lumière : ondes électromagnétiques détectées par l’œil humain. correspond à l’intervalle de longueurs d’onde :

8 3.3 Émission de la lumière par une source classique
choc, absorption photon… la désexcitation peut être NON radiative… dualité onde-corpuscule : constante de Planck photon (masse nulle) onde électromagnétique de fréquence

9 : modèle pas concevable physiquement
MAIS : relations d’incertitude de Heisenberg : indétermination sur l’énergie de l’état excité durée de vie état excité comme l’onde associée à l’émission d’un photon contient une bande de fréquences de largeur autour de

10 or (analyse de Fourier) fini exemple : raie verte d’une lampe à vapeur de mercure (visible) et

11 T ou p augmentent chocs entre atomes plus fréquents désexcitation plus rapide  raies du spectre de plus en plus larges T augmente effet Doppler augmente

12 3.4 Réception par un capteur / Éclairement (ou intensité lumineuse)
ensemble œil-cerveau cellule photo-électrique capteurs optiques sensibles qu’à la puissance moyenne du signal l’éclairement (ou intensité lumineuse) défini comme la puissance moyenne reçue par unité de surface orthogonale à la direction de propagation en onde plane dans le vide : onde plane dans un milieu transparent d’indice de réfraction n pour un milieu homogène (n indépendant du point)