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MrNasri mrnasri.com — Cours de physique-chimie
2ᵈᵉ

📑 Fiche de révision — Ondes et signaux : la lumière

Seconde — Enseignement commun Ondes et signaux : vision et image


🔑 L’essentiel

La lumière se propage en ligne droite (milieux transparents, homogènes) → propagation rectiligne, modélisée par un rayon lumineux (droite orientée).

Dans le vide (≈ air) : c=3,00×108 m⋅s−1\boxed{c = 3,00 \times 10^{8}\ \text{m·s}^{-1}} (vitesse la plus grande). Année-lumière (a.l.) = distance parcourue en 1 an (≈ 9,5×10¹⁵ m), pas une durée.


🔦 Réflexion & réfraction (Snell-Descartes)

Angles mesurés par rapport à la normale.

  • Réflexion : i_r = i₁.
  • Réfraction : n1sin⁡i1=n2sin⁡i2\boxed{n_1 \sin i_1 = n_2 \sin i_2}

Indice de réfraction : n=cv(n≥1, sans uniteˊ)\boxed{n = \dfrac{c}{v}} \quad (n \ge 1,\ \text{sans unité})

n(air) ≈ 1,0 · n(eau) ≈ 1,33 · n(verre) ≈ 1,5. Indice grand → vitesse faible dans le milieu (rayon se rapproche de la normale).


🌈 Dispersion & spectres

  • Monochromatique = 1 radiation · polychromatique = plusieurs (lumière blanche).
  • Un prisme disperse la lumière blanche → spectre ; chaque radiation ↔ longueur d’onde λ (visible ≈ 400–800 nm).
  • Spectre continu : corps chaud (plus chaud → enrichi vers le bleu).
  • Spectre de raies : gaz excité, caractéristique de l’espèce (identification).

🔍 Lentille convergente & image

Points : O (centre), axe optique, F’ (foyer image, après), F (foyer objet, symétrique), distance focale f’ = OF’ (m).

Objet avant F → image réelle, renversée (sur écran).

Grandissement (sans unité) : γ=A′B′‾AB‾\boxed{\gamma = \dfrac{\overline{A'B'}}{\overline{AB}}}

  • |γ| > 1 → plus grande · |γ| < 1 → plus petite ;
  • γ < 0 → renversée · γ > 0 → droite.

🧮 Méthode type

  1. Réfraction : sin⁡i2=n1sin⁡i1n2\sin i_2 = \dfrac{n_1 \sin i_1}{n_2} → i₂ = arcsin(…).
  2. Indice : n = c/v.
  3. Grandissement : γ = A’B’/AB (signe négatif si renversée).

⚠️ Pièges à éviter

  • ❌ Mesurer les angles depuis la surface → c’est depuis la normale.
  • ❌ Disperser une lumière monochromatique → impossible (1 seule radiation).
  • ❌ Confondre indice et vitesse : n = c/v (n grand → v faible).
  • ❌ Oublier le signe de γ (négatif si renversée).
  • ❌ Confondre année-lumière (distance) et durée.

🧠 Mots-clés

propagation rectiligne · rayon · c = 3,00×10⁸ m/s · année-lumière (distance) · n₁ sin i₁ = n₂ sin i₂ · n = c/v · dispersion / spectre continu (corps chaud) / spectre de raies · lentille convergente (F, F’, f’) · γ = A’B’/AB.