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I. Émission – Réception – Propagation
Sources de lumière
On distingue les sources lumineuses primaires (ou réelles) qui produisent la lumière qu’elles émettent et les sources lumineuses secondaires (ou apparentes) qui diffusent la lumière reçue d’une source primaire dans toutes les directions.
Remarque :
Parmi ces sources, il y a :
- les sources primaires naturelles comme : le Soleil, la luciole, les étoiles ;
- les sources secondaires naturelles comme : la Lune, les planètes ;
- les sources primaires artificielles comme : la lampe, la bougie ;
- les sources secondaires artificielles comme : écran de cinéma, miroir.
Récepteurs de lumière
Les récepteurs de lumières sont des dispositifs sensibles à la lumière. Ils convertissent les signaux lumineux en signaux d’une autre nature.
Exemples :
- Récepteurs naturels : œil, végétaux chlorophylliens ;
- Récepteurs artificiels : pellicules photographiques, photopiles, photo résistances, lunettes photosensibles.
Propagation rectiligne de la lumière
Dans le vide et dans tous les milieux transparents et homogènes, la lumière se propage en ligne droite.
- Rayon lumineux
Un rayon lumineux est le trajet suivi par la lumière entre deux points. On schématise un rayon lumineux par une droite donnant la direction et une flèche donnant le sens de propagation.
- Faisceau lumineux
Un faisceau lumineux est un ensemble de rayons lumineux issus d’une même source. On distingue : les faisceaux parallèles ou cylindriques, les faisceaux divergents et les faisceaux convergents.
II. Réflexion – Réfraction – Diffraction de la lumière
Réflexion de la lumière
Il y a réflexion lorsque la lumière frappe une surface lisse (miroir) et est renvoyée dans une direction déterminée.
Lois de la réflexion :
- Le rayon réfléchi est dans le plan d’incidence.
- L’angle de réflexion est égal à l’angle d’incidence ($i = i'$)
Réfraction de la lumière
On appelle réfraction de la lumière le changement de direction que la lumière subit à la traversée de la surface de séparation entre deux milieux transparents.
Lois de la réfraction :
- Le rayon réfracté est dans le plan d’incidence.
- $n_1sin i = n_2sin r$
où $n_1$ : indice du milieu 1 et $n_2$ : indice du milieu 2
Diffraction de la lumière
La diffraction lumineuse est la déviation de la lumière à travers une ouverture.
- Si le trou est grand alors une tâche de même diamètre que le trou est observée sur l’écran d’observation. On dit que la lumière est diaphragmée par le trou (figure 1) ;
- Si le trou est petit alors on observe une tâche plus large que le trou et bordée d’anneaux sombres et éclairés. Ce phénomène est la diffraction de la lumière par le trou (figure 2).
III. Interférences lumineuses
L’interférence lumineuse est la superposition de deux lumières issues d’une même source.
Avec la lumière, on observe des phénomènes de diffraction et d’interférence.
La diffraction et l’interférence lumineuses prouvent le caractère ondulatoire de la lumière.
