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lois fondamentales optique

Lycée Clemenceau PCSI - Physique PCSI O Granier Les lois fondamentales de l ? optique géométrique Olivier GRANIER CLycée Clemenceau PCSI - Physique L ? optique consiste en l ? étude des propriétés de la lumière L ? optique géométrique qui n ? est valable que lorsque la lumière n ? est pas confrontée à des obstacles de petites tailles permet d ? étudier la trajectoire des rayons lumineux et la formation d ? images par des instruments d ? optique lentilles miroirs lunettes astronomiques télescopes microscopes etc Dès lors que la lumière est confrontée à des obstacles de petites tailles le trajet des rayons lumineux est plus compliqué On obtient des phénomènes d ? interférences et de di ?raction La lumière doit être décrite comme une onde électromagnétique domaine de l ? optique physique Grands noms Olivier GRANIER CLycée Clemenceau PCSI - Physique - La dualité onde-corpuscule Aspect corpusculaire Planck et Einstein ont développé un modèle corpusculaire la lumière est une sorte de ux de grains d ? énergie ? appelés photons Chacun de ces photons ? est de masse nulle ? se déplace à une vitesse c m s- dans le vide ? son énergie est E h f o? h est la constante de Planck et f la fréquence du photon fréquence de la lumière associée ? C ? est ce modèle corpusculaire quantique qui permet d ? interpréter certains phénomènes comme les interactions lumière-matière l ? e ?et photoélectrique par exemple Olivier GRANIER CLycée Clemenceau PCSI - Physique Aspect ondulatoire Huygens ?n XVIIème puis Fresnel ?n XVIIIème et Maxwell ?n XIXème développent un modèle ondulatoire La lumière est une onde électromagnétique c ? est à dire une association champ électrique champ magnétique qui oscille sinuso? dalement en fonction du temps et de l ? espace et se propage à la vitesse c m s- dans le vide C ? est ce modèle ondulatoire qui permet d ? interpréter certains phénomènes comme les interférences et la di ?raction Animations interférences Olivier GRANIER CLycée Clemenceau PCSI - Physique Dualité onde - corpuscule certaines expériences ont montré que la lumière n ? est ni seulement un ux de photons ni seulement une onde mais les deux à la fois C ? est la dualité onde- corpuscule développée par Louis De Broglie On peut par exemple réaliser des ?gures d ? interférences avec des électrons Olivier GRANIER CLycée Clemenceau PCSI - Physique Expérience des trous d ? Young Expérience avec des billes Expérience avec des ondes Expérience avec des quanta Olivier GRANIER CLycée Clemenceau PCSI - Physique Dans un faisceau laser des milliards de photons interfèrent Que se passe-t-il avec seul photon Interfère-t-il avec lui-même La mécanique quantique répond OUI car ce qui interfère c ? est l ? onde de probabilité du photon Olivier GRANIER CLycée Clemenceau PCSI - Physique Cette expérience a pu être réalisée pour la première fois en par l ? équipe de Jean-François Roch Laboratoire de photonique quantique de l ? ENS Cachan Dispositif permettant