La lumière, la couleur et l’indice optique

La lumière, la couleur et l’indice optique

Nature de la lumière :

Ondulatoire : La lumière a d’une part une nature ondulatoire, que l’on peut observer lors de phénomènes d’interférences (fentes d’Young). Cette onde lumineuse est caractérisée par une longueur d’onde donnée par la formule λ=c/ν.

Ordre de grandeur des longueur d’ondes :

Corpusculaire : La lumière possède aussi un caractère corpusculaire composée de photons d’énergie E=h.ν émis lors de la désexcitation d’un électron, mis en évidence par ex par l’effet photoélectrique.

Synthèses (additive/soustractive) :

ADDITIVE SOUSTRACTIVE

On l’observe lors du chevauchement de plusieurs rayons lumineux de différentes couleurs.

Couleurs primaires : VBR

On l’observe lors du mélange de peinture ou du chevauchement de plusieurs filtres traversés par de la lumière blanche.

Couleurs primaires : CMJ

Lois de Snell-Descartes :

n1.sin(θ1)=n2.sin(θ2) θL=sin-1(n2/n1)

(voir séance 1 APP pour détails sur les démonstrations)

Indice optique :

n=c/v (c : vitesse de la lumière dans le vide, v : vitesse de la lumière dans le matériau)

la valeur de cet indice dépend de la longueur d’onde du rayon incident (arc en ciel, ...). On appelle cela la dispersion. Ce phénomène est modélisé notamment par la loi ou formule de Cauchy :

avec A,B et C des coefficients positifs respectivement sans dimension, en m² et en m4.

Voici l’ordre de grandeur de quelques indices courants :

air : n= 1 eau : n= 1,3330 verre : n= 1.5/1.6 glace : n= 1.3 plexiglas : n= 1.51

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