- Optique Géométrique - Mécanique du Point Matériel H. EL MAMOUNI Responsable de l’UE Physique Générale Responsable des TPs d’Optique et de TTT Bât. Paul Dirac, 1 er étage [email protected] L1 UE Physique Générale Année 2007-2008
- Optique Géométrique- Mécanique du Point
MatérielH. EL MAMOUNI
Responsable de l’UE Physique Générale
Responsable des TPs d’Optique et de TTT
Bât. Paul Dirac, 1er étage
L1UE Physique
Générale
Année 2007-2008
Attention
- RÉCUPÉRER, LE PLUS TÔT POSSIBLE, LES FASCICULES DE TD ET DE TP AUPRÈS DE MME
DEFOUR, BUREAU 125, 1ER ÉTAGE DU BAT OMEGA ET CE LE MARDI, MERCREDI MATIN ET
JEUDI
- DE CONSULTER LE PLANNING DES TPS SUR LES TABLEAUX D'AFFICHAGE SITUES AU MEME
ETAGE.
- QUE L'ASSIDUITÉ EST NÉCESSAIRE POUR LA CONVOCATION AUX EXAMENS DE TP
- QUE L'ABSENCE NON JUSTIFIÉE A L'EXAMEN DE TP ENTRAINE LE STATUS DEFAILLANT
=15% de la note finale
13 Chapitres
1. Historique
2. La lumière
3. lois de la réflexion et de la réfraction
4. Objets et Images
5. Propriétés des systèmes optiques
6. Dioptres sphériques
7. Miroirs sphérique
8. Lentilles minces
9. Systèmes épais
10. L’œil
11. Lunettes et télescopes
12. Objectif Photographique
13. Le microscope
De l’ordre de 6 séances …
Exemple d’examen écrit
Chapitre 1 : Historique
1.1 L’Antiquité
Les théories archaïques font la confusion entre la vision et l’éclairement:
Le feu externe la lumière parvient à l’œil grâce au phénomène de propagation d’atomes émis par les objets lumineux et parvenant à l’ œil.
Le feu visuel l’œil est le siège d’une émission de particules permettant la vision par détection des objets.
Euclide siècle III av. JC (âge d’or des math grecs)
Ptolémée 100-170 ap. JC (Aléxandrie, Egypte)
La loi de la réflexion est établie (l’angle d’incidence est égal à l’angle de réflexion) et la réfraction observée.
1.2 Le Monde Arabe(âge d’or des sciences du IX au XVème)L’approche rigoureuse permet la levée de la confusion entre la vision et l’éclairement ainsi que l’étude des instruments, en particulier de l’œil.
Ibn al-Haytham dit Alhazen (965 – 1039)
1.3 La Renaissance
Le développement des lentilles pour corriger la vue et construire les premiers instruments d’optique permet le développement de l’astronomie.
Galilée (It) construit (perfectionne*) une lunette et découvre les lunes de Jupiter
Kepler (De) expose une loi approchée de la réfraction, passage de la lumière d’un milieu à un autre.
* : celle du hollandais Hans Lipperhey
Kepler (1571-1630)
Nd, 1580-1626
1.4 Ere Moderne
1621 Willebrod Snell, connu après sa mort grâce à Huygens
1637 René Descartes (Fr, 1596 – 1650)
Les lois de réflexion et de la réfraction sont établies
1657 Pierre de Fermat (Fr, 1601 – 1665)
Enoncé d’un principe sur le chemin optique permettant de retrouver les lois de Snell-Descartes (première utilisation d’un principe variationnel appliqué au chemin optique).
Francesco Grimaldi (1618 – 1663)Observation de la diffraction de la lumière
par les bords d’un obstacle
Christian Huygens (Nd, 1629 – 1695)Notions de sources secondaires et surfaces
d’onde
Olaüs Römer (1644 – 1710)Première mesure de la vitesse de la lumière
à partir de l’éclipse des lunes de Jupiter (Hyppolite Fizeau réalisera la première mesure en
laboratoire)
Isaac Newton ( Gb, 1643 – 1727)Synthèse rigoureuse des connaissances:
propagation rectiligne de la lumière, lois de réflexion et réfraction
MAIS: apparition d’un conflit à la fin du XVIIème siècle: la lumière doit-elle être décrite par des ondes ou des « grains de lumière »?
1.5 Description Ondulatoire
Robert Hooke (Gb, 1635-1703) 1665: La lumière est une vibration de haute
fréquence qui se propage.
Thomas Young (Gb,1802: Interférences de deux ondes: lumière + lumière = obscurité
Augustin Fresnel (Fr, 1788-1827)1818: Description de la diffraction. Il décrira
aussi le phénomène de la polarisation de la lumière.
James Clerk Maxwell (Ecosse, 1831-1879)1876: Théorie de l’électromagnétisme: Maxwell
établit le lien entre la lumière et les ondes électromagnétiques. Auparavant, ces deux études
étaient distinctes.
ÉcranFente
1.6 Description corpusculaire
William HertzObservation de l’effet photoélectrique
(arrachage d’e- sous illumination) : le phénomène ne peut être expliqué par les ondes.
Albert Einstein (De-Ch-USA, 1879-1955)1905: explication de l’effet photoélectrique
(Merci Max Planck) en introduisant des grains de lumière (appelés en 1926 photons par Lewis). Obtient le Prix Nobel pour cette découverte.
Niels Bohr (Dk, 1885-1962), prix Nobel de physique en 1922
Modèle de l’atome permettant d’expliquer l’émission et l’absorption des photons par la matière.
1.7 La réconciliation :
en 1924, Louis de Broglie (Fr. 1892 - 1987), introduit la dualité onde-corpuscule : = h/p (Prix Nobel de physique en 1929)
généralisée par la suite en Mécanique Quantique (Heisenberg, Dirac) pour la matière.