Mercredi 14 septembre 2016

En début de séance, chaque étudiant sera interrogé
sur 1 question au hasard parmi celles ci-dessous.

Q1. Rappeler la définition de l’indice optique n d’un milieu transparent. Démontrer alors la relation entre la longueur d’onde dans le vide d’une onde lumineuse, et sa longueur d’onde dans un milieu matériel transparent d’indice n.
Q2. Définir le cadre du modèle de l’optique géométrique. Quel phénomène est à la limite du cadre de ce modèle ?
Q3. Citer et expliciter les trois principes de l’optique géométrique qui permettent d’étudier très simplement la propagation de la lumière grâce au modèle du « rayon lumineux », sans avoir besoin de recourir à l’électromagnétisme (tant qu’on reste dans le cadre de l’optique géométrique).
Q4. Enoncer les lois de Snell-Descartes. On fera un schéma pour expliciter les grandeurs introduites.
Q5. Lorsqu’un rayon lumineux passe d’un milieu moins réfringent à un milieu plus réfringent, le rayon réfracté se rapproche-t-il ou s’éloigne-t-il de la normale au dioptre ? Le démontrer.
Q6. Démontrer la loi de Snell-Decartes pour la réfraction, grâce au modèle ondulatoire de la lumière. On pourra s’aider d’un schéma.
Q7. A quelle(s) condition(s) peut-on observer le phénomène de réflexion totale ? Démontrer l’expression de l’angle d’incidence limite de réflexion totale.

Diffraction à l’infini.
– Utiliser la relation  sin θ ≈ λ/d entre l’échelle angulaire du phénomène de diffraction et la taille caractéristique de l’ouverture.

Indice d’un milieu transparent.
– Relier la longueur d’onde dans le vide et la longueur d’onde dans le milieu.
– Relier la longueur d’onde dans le vide et la couleur.
Approximation de l’optique géométrique et notion de rayon lumineux.
– Définir le modèle de l’optique géométrique et indiquer ses limites.
Réflexion – Réfraction. Lois de Descartes.
– Interpréter la loi de la réfraction à l’aide du modèle ondulatoire.
– Etablir la condition de réflexion totale.
– Utiliser les lois de Descartes.