LES THEORIES DE LA LUMIERE

Présentation au sujet: "LES THEORIES DE LA LUMIERE"— Transcription de la présentation:

1 LES THEORIES DE LA LUMIERE
ET DE LA VISION Ub. 2010

2 Deux problèmes Qu’est-ce que la lumière ?
Pourquoi et comment voit-on ? Ub. 2010

3 Deux théories de la vision
1 – Quelque chose émis par l’œil vient frapper les objets D’où : Elle l’a foudroyé du regard ! Ub. 2010

4 Deux théories de la vision
1 – Quelque chose émis par l’œil vient frapper les objets D’où : Jeter un coup d’œil œil Ub. 2010

5 Deux théories de la vision
2 – Quelque chose est émis par les objets et vient pénétrer dans l’œil D’où : Elle lui a tapé dans l’œil ! Ub. 2010

6 EUCLIDE -325 -265 Abu Ali Hasan ibn Al-Haytham, dit ALHAZEN 965 1039
Ub. 2010

7 LA VISION EST LIEE A LA LUMIERE
Ub. 2010

8 QU’EST-CE QUE LA LUMIERE ?
DU FEU ? Ub. 2010

9 COMMENT SE COMPORTE LA LUMIERE ?
1 - Elle se propage en ligne droite Ub. 2010

10 COMMENT SE COMPORTE LA LUMIERE ?
2 - Elle se réfléchit suivant des angles égaux Lois de Snell-Descartes Ub. 2010

11 COMMENT SE COMPORTE LA LUMIERE ?
3 - Elle se réfracte suivant la loi des sinus Lois de Snell-Descartes n1.sin i1 = n2.sin i2 Ub. 2010

12 DEVELOPPEMENT DE L’OPTIQUE GEOMETRIQUE
Dès la Renaissance (16ème siècle) 1 - A partir de l’héritage d’Euclide, Alhazen…. Ub. 2010

13 DEVELOPPEMENT DE L’OPTIQUE GEOMETRIQUE
Dès la Renaissance (16ème siècle) 2 – En lien avec les arts (perspective) Ub. 2010

14 DEVELOPPEMENT DE L’OPTIQUE GEOMETRIQUE
Dès la Renaissance (16ème siècle) 2 – En lien avec les arts (perspective) Ub. 2010

15 DEVELOPPEMENT DE L’OPTIQUE GEOMETRIQUE
Dès la Renaissance (16ème siècle) 2 – En lien avec les arts (perspective) Ub. 2010

16 DEVELOPPEMENT DE L’OPTIQUE GEOMETRIQUE
Dès la Renaissance (16ème siècle) 3 – En lien avec les lunettes astronomiques et microscopes Théorie des lentilles Ub. 2010

17 DEVELOPPEMENT DE L’OPTIQUE GEOMETRIQUE
Au 17ème siècle de nombreuses recherches (mathématiques) Descartes, Galilée, Kepler… Ub. 2010

18 DEVELOPPEMENT DE L’OPTIQUE GEOMETRIQUE
Au 17ème siècle de nombreuses recherches (astronomiques) Descartes, Galilée, Kepler… Ub. 2010

19 DEVELOPPEMENT DE L’OPTIQUE GEOMETRIQUE
Au 17ème siècle de nombreuses recherches (biologiques)(microscope) Ub. 2010

20 Mais qu’est-ce que la lumière ? Comment expliquer Les couleurs ?
Ub. 2010

21 La lumière blanche se décompose avec le prisme
Ub. 2010

22 Par un disque en rotation rapide on recompose la lumière blanche à partir des couleurs (disque de Newton) Ub. 2010

23 Ou on recompose la lumière blanche à partir des couleurs avec deux prismes
Ub. 2010

24 Autre question : la lumière se propage-t-elle de manière instantanée (vitesse infinie) ou avec une vitesse finie ? Ub. 2010

25 Römer en 1676 montre que la lumière a une vitesse finie grâce aux satellites de Jupiter
Fizeau et Foucault au 19ème siècle en donneront une valeur assez précise (presque km/s) Ub. 2010

26 ? Deux théories Newton Théorie corpusculaire Huygens
Théorie ondulatoire ? Ub. 2010

27 Les deux théories expliquent toutes les lois de l’optique géométrique.
Huygens Théorie ondulatoire Les deux théories expliquent toutes les lois de l’optique géométrique. Newton Théorie corpusculaire ? Ub. 2010

28 Les couleurs correspondent à
Deux théories Huygens Théorie ondulatoire Les couleurs correspondent à Newton Théorie corpusculaire Des différences de fréquences des ondes Des différences de masse des corpuscules Ub. 2010

29 1er Round remporté par Newton
(17ème 18ème siècles) remporté par Newton Ub. 2010

30 On sait qu’une onde c’est la vibration de quelque chose
1er Round On sait qu’une onde c’est la vibration de quelque chose Ub. 2010

31 Dans le cas de la lumière : qu’est-ce qui vibre ?
1er Round Dans le cas de la lumière : qu’est-ce qui vibre ? Ub. 2010

32 La lumière se propage dans le vide où rien ne vibre.
1er Round La lumière se propage dans le vide où rien ne vibre. Donc elle est corpusculaire Ub. 2010

33 Victoire de la théorie ondulatoire
2ème Round (19ème siècle) Victoire de la théorie ondulatoire Ub. 2010

34 Interférences : les fentes de Young
2ème Round Interférences : les fentes de Young Ub. 2010

35 Interférences : les fentes de Young
2ème Round Interférences : les fentes de Young Ub. 2010

36 Cela ne peut s’expliquer que si la lumière est ondulatoire
2ème Round Interférences : les fentes de Young Cela ne peut s’expliquer que si la lumière est ondulatoire Ub. 2010

37 Vitesse de la lumière dans l’air et dans l’eau. Expérience de Foucault
2ème Round Vitesse de la lumière dans l’air et dans l’eau. Expérience de Foucault Ub. 2010

38 Prévision par le calcul
2ème Round Théorie corpusculaire Théorie ondulatoire Résultats Expérience Plus rapide dans l’eau que dans l’air Plus rapide dans l’air que dans l’eau Plus rapide dans l’air que dans l’eau Prévision par le calcul mesure Ub. 2010

39 Faraday Maxwell et l’électromagnétisme
2ème Round Faraday Maxwell et l’électromagnétisme Ub. 2010

40 Victoire de la théorie ondulatoire
2ème Round Faraday Maxwell et l’électromagnétisme Donc Victoire de la théorie ondulatoire Ub. 2010

41 Victoire de la théorie ondulatoire et nombreuses applications
2ème Round Victoire de la théorie ondulatoire et nombreuses applications Ub. 2010

42 Si la lumière est ondulatoire, qu’est-ce qui vibre ?
Demeure un problème : Si la lumière est ondulatoire, qu’est-ce qui vibre ? Ce n’est pas l’air. On est obligé de supposer l’existence d’une matière très subtile, insaisissable par la vue, le toucher ou le goût mais présente absolument partout. On appelle cette hypothétique matière l’éther. Elle causera toutefois bien des soucis aux physiciens jusqu’à ce qu’Einstein montre que l’on peut se passer de cette hypothèse… Ub. 2010

43 3ème Round (20ème siècle) Match nul ! Ub. 2010

44 Le problème de l’effet photoélectrique ?
3ème Round Le problème de l’effet photoélectrique ? Albert EINSTEIN – 1905 Ub. 2010

45 La lumière est à la fois corpusculaire et ondulatoire !
3ème Round Le problème de l’effet photoélectrique ? Il ne peut s’expliquer que si la lumière est composée de petits corpuscules énergétiques (les photons). Mais l’énergie d’un photon dépend de la longueur d’onde de la lumière. La lumière est à la fois corpusculaire et ondulatoire ! Ub. 2010

46 De nombreuses applications techniques comme le laser…
Ub. 2010

47 Et la vision ? Ub. 2010

48 Et la vision ? Nos connaissances ont beaucoup progressé
Alhazein 10ème siècle Ub. 2010

49 Et la vision ? Nos connaissances ont beaucoup progressé Ub. 2010

50 Et la vision ? Nos connaissances ont beaucoup progressé
Mais il reste beaucoup à découvrir Ub. 2010

51 fin Ub. 2010