Chapitre 3 : la lumière une onde

La lumière : une onde (bac septembre 2003 métropole)

Q1

a) Relation entre L et D :

b) L’angle q est égal au rapport entre la longueur d’onde l de la radiation et la largeur ‘a’ du fil.

Unités : l et a en mètre (m), q en radian (rad)

Q2

a) q est une fonction linéaire de 1/a car la représentation graphique de la fonction est une droite qui passe par l’origine.

Le coefficient directeur de la droite est égale à l

b) Pour calculer la longueur d’onde il suffit de déterminer graphiquement la pente de la droite.

b) Pour calculer l prendre 2 points de la droite et trouver leurs coordonnées.

I₁ (1/a₁ = 0,9 x 10⁴ m^-1 ; q₁ = 0.5 x 10^-2 rad)

I₂ (1/a₂ = 3,5 x 10⁴ m^-1 ; q₂ = 2 x 10^-2 rad)

c)

La lumière blanche est constituée d’une infinité de radiations de longueur d’onde l précise.

A chaque valeur de l correspond une valeur de q = l/a. Toutes les couleurs seront déviées avec un angle différent, d’où l’effet d’irisation.

Q3

a) Une onde lumineuse est caractérisée par sa fréquence.

b) L’indice de réfraction est égal au rapport de la célérité de la lumière dans le vide ‘c’ par la célérité de la lumière ‘v’ dans le milieu considéré

n = c/v

a) Dans un milieu dispersif la célérité de l’onde dépend de sa fréquence

Soit 2 ondes de périodicité temporelle T1 et T2 alors leur célérité v1 et v2 sont différentes.

Or n(T1) =c/v1 et n(T2) = c/v2

Leurs indices de réfraction sont différents car leurs célérités sont différentes.