Optique Géométrique - UVT e-doc - Université Virtuelle de Tunis

Chapitre 2
macroscopiques, cette longueur d'onde est trop petite pour être mise en
évidence ( pour une particule de masse m = 1 g se déplaçant à la vitesse
v = 103 m/s on a λ ≈ 6,6.10 -34
m !! )
On considère actuellement, la lumière comme constituée d'ondes
électromagnétiques de fréquences ν voisines de 1015 Hz auxquelles sont
associées des particules de masse nulle, appelées " photons ", transportant
l'énergie hν et de quantité de mouvement hν .
c
L'optique doit donc être considérée comme la partie de la physique qui, au
sens large actuel, étudie les manifestations et les propriétés de la lumière et,
par extension, des ondes électromagnétiques. L'optique géométrique est la
partie de l'optique qui se fonde sur la notion de rayons lumineux.
2. Notions sur les ondes
2.1. Généralités
L’onde est le déplacement à vitesse finie de la variation, dans l'espace et
dans le temps, d’une grandeur physique. Cette grandeur peut être scalaire ou
vectorielle et la propagation peut se faire le long d'une droite (déformation
transversale le long d'une corde), sur une surface (rides à la surface de l'eau)
ou dans l'espace (ondes sonores).
En acoustique, l'onde sonore est produite par un corps vibrant qui
perturbe l'atmosphère qui l'entoure. Ces perturbations se traduisent par des
variations de pression de cette atmosphère qui se transmettent d'un point à un
autre. L'onde sonore est donc caractérisée par la variation d'une grandeur
scalaire, la pression P(M,t). Le son est donc une onde de pression qui se
transmet par les vibrations des milieux matériels qu'il traverse, il ne se
propage pas dans le vide. Dans l'air, à 20°C et sous une atmosphère, la
célérité du son est : v = 343 m/s.
Les ondes électromagnétiques, et par suite les ondes lumineuses,
correspondent à la propagation du champ électromagnétique, constitué du
champ électrique E( Μ,
t)
et du champ magnétique Β( Μ,
t ) . Les intensités de
ces champs varient dans l'espace et dans le temps. De plus, ces deux champs
ne sont pas indépendants. L'onde électromagnétique se propage dans le
vide avec la célérité c = 3.108 m/s.
2.2. Ondes transversales et ondes longitudinales
Considérons une corde tendue entre deux points A et B et supposons que
l'on produise, en A à l'instant t 0 , une déformation y(A,t 0 )
perpendiculairement à la corde. Cette déformation va se déplacer et on la
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