La propagation des ondes lumineuses

1. Une lumière monochromatique est composée d'une seule radiation, elle possède une seule longueur d'onde $\lambda$ et une seule fréquence $\nu$.
2. Une lumière polychromatique est un mélange de plusieurs radiations de longueurs d'onde différentes (comme la lumière blanche).

💡 À retenir : La fréquence d'une onde lumineuse ne change jamais, quel que soit le milieu traversé.

Oui. La vitesse de la lumière $v$ dépend du milieu. Dans le vide, elle vaut $c$. Dans un milieu d'indice $n$, elle est $v = c/n$. Comme $n > 1$ pour l'eau, $v < c$.

💡 À retenir : La lumière ralentit lorsqu'elle pénètre dans un milieu plus dense.

1. Si l'énoncé te donne l'angle total de la tache centrale, sache que $\theta$ dans la formule $\theta = \lambda/a$ représente la demi-largeur angulaire.
2. Donc, si l'angle total est $\alpha$, alors $\theta = \alpha / 2$.

💡 À retenir : La formule $\theta = \lambda/a$ correspond à l'angle entre le centre de la tache et le premier minimum d'intensité.

Le prisme est un milieu dispersif. Cela signifie que l'indice de réfraction $n$ du verre dépend de la longueur d'onde $\lambda$. Chaque couleur (radiation) est déviée d'un angle différent, ce qui sépare les couleurs.

💡 À retenir : La dispersion est la séparation des différentes radiations composant une lumière polychromatique.

Non. La diffraction modifie la direction de propagation de la lumière, mais elle ne modifie ni sa fréquence ni sa longueur d'onde. La couleur reste identique.

💡 À retenir : La diffraction est un phénomène physique qui prouve le caractère ondulatoire de la lumière.

Oui, car $n = c/v$. Comme la vitesse de la lumière dans n'importe quel milieu matériel $v$ est toujours inférieure à sa vitesse dans le vide $c$, alors $n$ est toujours supérieur à 1.

💡 À retenir : $n = 1$ pour le vide et l'air (approximation).

La diffraction est très marquée lorsque la dimension de l'ouverture $a$ est du même ordre de grandeur que la longueur d'onde $\lambda$ (c'est-à-dire $a \approx \lambda$). Si $a \gg \lambda$, la diffraction est négligeable.

💡 À retenir : Plus l'ouverture est petite, plus la diffraction est importante.

Oui, l'indice de réfraction d'un milieu peut varier légèrement avec la température, car la densité du milieu change. (à vérifier par le professeur : ce point est rarement au programme du Bac, concentrez-vous sur la dépendance à $\lambda$).

💡 À retenir : Au lycée, on considère généralement $n$ comme une constante pour un milieu donné.

1. Utilise la relation $\lambda_n = \frac{\lambda_0}{n}$, où $\lambda_0$ est la longueur d'onde dans le vide et $n$ l'indice du milieu.
2. La fréquence $\nu$ reste la même : $\nu = c/\lambda_0 = v/\lambda_n$.

💡 À retenir : La longueur d'onde diminue quand l'indice du milieu augmente.

Oui, le phénomène de diffraction est une propriété générale de toutes les ondes (mécaniques ou électromagnétiques) lorsqu'elles rencontrent un obstacle ou une ouverture de taille adaptée.

💡 À retenir : La diffraction est une preuve que la lumière a un comportement ondulatoire.

L'unité officielle dans le système international est le radian (rad). Il est indispensable de travailler en radians lors des calculs avec la formule $\theta = \lambda/a$.

💡 À retenir : Ne jamais utiliser les degrés dans les formules de diffraction.

Non, c'est l'inverse. L'indice de réfraction du verre est plus grand pour les courtes longueurs d'onde (bleu) que pour les grandes (rouge). Le bleu est donc plus dévié.

💡 À retenir : Le violet/bleu est plus dévié que le rouge.