Physique-Chimie · 2ème année Bac
Propagation d'une onde lumineuse
1Rappels du cours
Nature ondulatoire de la lumière
Le phénomène de diffraction montre que la lumière est une onde. Elle se propage même dans le vide : c = 3,00×10⁸ m/s.
Diffraction par une fente (ou un fil)
Écart angulaire : θ = λ/a (a : largeur de la fente, θ en rad). Largeur de la tache centrale sur un écran à distance D : L = 2λD/a.
Lumière monochromatique
Caractérisée par sa fréquence ν (invariante) ; dans le vide λ₀ = c/ν. Visible : 400 nm (violet) à 800 nm (rouge).
Propagation dans un milieu transparent
Indice de réfraction : n = c/v ; longueur d'onde dans le milieu : λ = λ₀/n.
Dispersion
Dans le verre, n dépend de λ : le prisme décompose la lumière blanche (le violet est plus dévié que le rouge).
2Renforcement vidéo
Capsule sélectionnée — YouTube (3 à 5 minutes).
Regarder la vidéo ↗3Validation directe — QCM
Chaque question peut avoir une ou plusieurs bonnes réponses. Cochez toutes les propositions qui vous semblent justes. L'ordre des questions et des réponses change à chaque nouvelle tentative.
1. L'écart angulaire de diffraction par une fente de largeur a est :
2. Quand la lumière passe du vide au verre, ce qui ne change pas est :
3. Le domaine visible s'étend de :
4. Dans « Propagation des ondes lumineuses », quelle affirmation est exacte ?
5. Dans « Propagation des ondes lumineuses », sélectionne toutes les propositions exactes.
6. À propos de « Propagation des ondes lumineuses », quelles affirmations sont correctes ?
7. Parmi ces propositions sur « Propagation des ondes lumineuses », lesquelles sont exactes ?
8. Dans « Propagation des ondes lumineuses », quelle proposition décrit une erreur à éviter ?
9. Quelle valeur est la meilleure approximation de la célérité de la lumière dans le vide ?
10. Dans un milieu d’indice n = 1,50, quelle est approximativement la célérité de la lumière ?
11. Lorsqu’une lumière monochromatique passe de l’air vers un verre d’indice plus élevé, quelles affirmations sont exactes ?
12. Une lumière a une fréquence de 6,0×10^14 Hz dans le vide. Quelle est sa longueur d’onde ?
13. Quelles relations sont correctes pour une onde lumineuse ?
14. Un milieu laisse la lumière se propager à 2,25×10^8 m/s. Quel est son indice approximatif ?
15. À propos de l’indice optique n d’un milieu transparent, quelles propositions sont exactes ?
16. Une longueur d’onde dans un verre d’indice 1,50 vaut 400 nm. Quelle est la longueur d’onde dans le vide pour la même fréquence ?
17. Quelles affirmations sont compatibles avec une onde électromagnétique lumineuse ?
18. Si la fréquence d’une lumière monochromatique ne change pas mais que sa célérité diminue, sa longueur d’onde…
19. Une lumière de longueur d’onde 600 nm dans le vide a approximativement quelle fréquence ?
20. Dans un milieu d’indice 1,25, quelles affirmations sont exactes ?
21. Si n=1,50, quelle fraction de c représente la célérité dans le milieu ?
22. Une onde lumineuse change de milieu sans changer de fréquence. Quelles grandeurs peuvent changer ?
23. Une lumière se propage à 2,0×10^8 m/s dans un matériau. Quel est l’indice de ce matériau ?
4Entraînement
Exercice — Diffraction laser
AdrarPhysic / AlloSchool (programme 2Bac)Un laser de longueur d'onde λ éclaire une fente de largeur a = 0,10 mm. Sur un écran à D = 2,0 m, la tache centrale mesure L = 2,5 cm.
- Exprimer L en fonction de λ, D et a.
- Calculer λ.