lumière: sources et guidage

Question 1

def rayonnement

Answer 1

résultat du mouvement de particules chargées

Question 2

def source primaire

Answer 2

le corps produit lui même de la lumière

Question 3

def source secondaire

Answer 3

le corps diffuse ou réfléchit la lumière

Question 4

def source ponctuelle

Answer 4

les dimensions de la source sont très petites devant la distance d’observation

Question 5

def source étendue

Answer 5

contraire de source ponctuelle

Question 6

def lumière

Answer 6

onde électromagnétique dont la fréquence se trouve dans une plage précise

Question 7

def spectre d’emission

Answer 7

caractéristique d’une source lumineuse

Question 8

def lumière blanche

Answer 8

comporte toutes les longueurs d’onde du visible

Question 9

longueurs d’onde du visible (+vert)

Answer 9

380 nm/530 nm/780 nm

Question 10

def spectre polychromatique

Answer 10

spectre qui comporte plusieurs longueurs d’onde (soit couleur)

Question 11

lampe a incandescence (fonctionnement + spectre )

Answer 11

un filament porté à haute température emet un rayonnement thermique (rayonnement de corps noir)
spectre polychromatique comme soleil
λ pour laquelle I est max dépend de température ( loi de planck )

Question 12

def spectre de raies

Answer 12

spectre polychromatique et discontinue

spectre qui ne contiennent que des raies bien déterminés
lampe spectrale

Question 13

lampe spectrale (fonctionnement + spectre )

Answer 13

une haute tension provoque une décharge électrique dans une ampoule contenant du gaz
spectre de raies

Question 14

def spectre monochromatique +exemple

Answer 14

émets un rayonnement composé d’une seule raie
laser

Question 15

def LASER

Answer 15

Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

Question 16

célérité de la lumière

Answer 16

dans le vide, C0=3.00e8 m.s^-1

Question 17

indice de refraction (formule)

Answer 17

n=c0/c

Question 18

indice de refraction usuels

Answer 18

n(air)=1
n(eau)=1.3
n(verre)=1.5_1.8

Question 19

def rayon lumineux

Answer 19

modèle qui représente la direction et le sens de propagation de la lumière

Question 20

particularité d’une source à l’infini

Answer 20

les rayons arrivent parallèles entre eux

Question 21

hypothèses de l’optique géométrique

Answer 21

on se place dans le cadre d’un mhti
les rayons se propagent en ligne droite
les rayons sont indépendants ils n’interagissent pas entre eux
les rayons vérifient le principe de retour inverse: le trajet suivi par la lumière pour aller d’un point à un autre ne dépend pas du sens de propagation

Question 22

def MHTI

Answer 22

milieu homogène (leur indice est le même en tout point)
transparent (la lumière n’est pas absorbé lors de sa traversée)
isotrope (il n’existe pas de direction privilégiée dans le milieu)

Question 23

limite du modèle de l’optique géométrique

Answer 23

ce modèle ne permet pas d’expliquer tous les phénomènes optiques
milieu non homogène
mirage (phénomène optique dû à la déviation des faisceaux lumineux par des superpositions de couches d’air de températures différentes)
diffraction
interférence

Question 24

def diffraction

Answer 24

phénomènes caractéristiques des ondes qui apparaît lorsque les obstacle rencontrés par la lumière sont de faible dimension (<nm pour le visible)

Question 25

def interferance

Answer 25

sous certaines conditions lorsque deux rayons lumineux se superposent l’intensité résultante n’est pas la somme des intensités du à chaque rayon, il s’agit d’interférence
____________ = - - - - - - -

Question 26

def dioptre

Answer 26

surface de séparation entre deux MHTI

Question 27

lois de snell-descartes

Answer 27

1) le rayon réfléchit et le rayon réfracté, s’il existe, appartiennent au plan d’incidence contenant le rayon et la normale au dioptre au point d’incidence
2)l’angle de réflexion est l’opposé de l’angle d’incidence : r=-i1
3)s’il y a réfraction alors l’angle de réfraction est liée à l’angle d’incidence par la relation : n1×sini1=n2×sini2

Question 28

cas limite de la réfraction :

Answer 28

incidence normale(rayon pas dévié)
passage a milieu plus réfringent
passage a milieu moins réfringent
avec limite d’angle

Question 29

incidence normale :

Answer 29

si i1= 0, n1sini1 = 0 = n2sini2
comme n2>=1 ; i2=0
rayon pas dévié

Question 30

passage a un milieu plus réfringent:

Answer 30

n2 > n1
i2 = n1/n2 sini1 <= sini1
d’où i2<=i1
rayon refracté existe toujours et se raproche de la normale

limite de l’incidence rasante i1=90 :
n1×sini1=n2×sini2
sini2= n1/n2×1
i2 = arcsin(n1/n2)

Question 31

passage a un milieu moins réfringent:

Answer 31

n2 < n1
sini2= n1/n2× sin i1 >sini1
d’où i2>i1
le rayon s’écarte de la normale
il existe valeur max (lim) de i1 à i2max=90°
si i1>i1lim réflexion totale
n1 sin i1lim = n2 sin i2max = n2
i1lim = arcsin (n2/n1)

Question 32

réflexion totale :

Answer 32

si i1>i1lim

Question 33

fibre optique à saut d’indice :

Answer 33

comstitué d’un coeur cylindrique d’axe Oz et d’indice n1 entouré d’une gaine d’indice n2
n1>na tjrs refraction a l’entrée
on note I le point sur lequel arrive le rayon sur le dioptre coeur/gaine
on s’arrange pour avoir n2<n1 pour qu’il y ait reflexion totale en I
donc i1>= i1 lim = arcsin(n2/n1)

si la fibre est droite, le rayon arrive a nouveau sur la dioptre cœur/gaine et est refléchi indéfiniment

La lumière est guidée.

Question 34

def : ouverture numérique

Answer 34

l’ouverture numérique d’une fibre optique a saut d’indice caractérise le cône d’acceptance.
si un rayon lumineux pénètre dans la fibre en provenant de ce cône , alors ce rayon sera guider dans la fibre par réflexion totale
ON = sin(Ⲑt)
ON = √(n1^^2 - n2^2)

Question 35

angle Ⲑt (fibre)

Answer 35

l’angle Ⲑ doit être inférieure à une valeur Ⲑtt pour que la lumière soit transmise a travers la fibre.

Question 36

dispersion intermodale :

Answer 36

pour transmettre un signal composé d’impulsion lumineuse 2 impulsion doivent sortir séparés de la fibre optique, sans se superposer

cause principale de l’élargissement des impulsions
apparait à cause des différences de temps de parcours des rayons selon l’angle Ⲑ

Di = élargissement temporel maximum d’une impulsion par unité de longueur
Di = τ/L τ=tmax-tmin L=longueur fibre

Di = (n1/c)((n1/n2)-1)

Question 37

correction apportée à la dispersion intermodale :

Answer 37

fibre à gradient d’indice (coeur non homogène)