undefined - Fiche de révision Afterclasse

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Caractéristiques de la lumière

Les phénomènes et lois liés à la lumière

Schémas

Caractéristiques de la lumière

- ALa vitesse
  - Définition
    Vitesse
    
    Rapport de la distance parcourue par un objet sur le temps mis pour la parcourir : $v=\frac{d}{t}$ avec $d$ en $m$ et $t$ en $s$ .
    
    unité : $m.s^{-1}$ .
  - Remarque
    Pendant très longtemps, on a cru que la vitesse de la lumière était infinie parce qu’elle se propageait de façon instantanée.
    
    La « véritable » valeur de cette vitesse est : $299 \ 792 \ 458 \ m.s^{-1}$ .
    
    On utilise très souvent la lumière pour mesurer de grandes distances (ex. : la distance Terre-Lune).
  - Définition
    Vitesse de la lumière
    
    Distance parcourue par la lumière par unité de temps. Son unité : le $m/s$ ou $m.s^{-1}$ .
    
    La valeur de la vitesse de la lumière = $300~000 \ km/s$ , soit $3 \times 10^{8} \ m/s$ ou $m.s^{-1}$ dans l’air ou dans le vide. C’est une vitesse limite.
  - Exemple
    Si on calcule le temps mis pour aller de Calais à Marseille avec la vitesse de la lumière, cela donnerait 3,5 $ms$ (pour $1~070 \ km$ et $9h52$ de trajet en TGV).
  - Remarque
    « Voir loin, c’est voir dans le passé ».
    La vitesse de la lumière est finie. Il faut donc un certain temps pour que la lumière, issue d’une étoile par exemple, nous parvienne. Plus elle est loin, plus le temps pour percevoir cette image sera grand. Donc, plus on regarde loin, plus les images que l’on perçoit sont anciennes.
  - Définition
    Année lumière
    
    Distance parcourue par la lumière, dans le vide, en une année. Soit $d = v \times t$ . Pour garder une cohérence dans les calculs, la vitesse est en $m.s^{-1}$ et le temps en $s$ .
    
    L’expression littérale pour $t =$ nombre de jours par an $\times$ nombre d’heures par jour $\times$ nombre de minutes par heure $\times$ nombre de secondes par minute.
    
    Sa valeur : $3,00 \times 10^{8} \times 365,25 \times 24 \times 3600 = 9,47 \times 10^{15} \ m$ soit $9,5 \times 10^{15} \ m$ .
    
    Son unité : le $m$ .
    
    Son ordre de grandeur : $10^{16} \ m$ .
- BLa nature de la lumière
  - Remarque
    La lumière n’a pas besoin de support physique pour se propager, sa propagation se fait dans tous les milieux transparents (le vide, l’air, l’eau).
  - Définition
    Lumière
    Elle est considérée comme une onde électromagnétique. La lumière peut-être caractérisée par :
    
    une longueur d’onde ;
    
    une période ;
    
    une fréquence.
  - Remarque
    Le domaine des ondes lumineuses est très petit par rapport aux domaines possibles des ondes. La lumière peut être visible ou invisible.
    
    La lumière blanche est composée de plusieurs longueurs d’ondes (appelées aussi radiations).
  - Définition
    Lumière monochromatique
    Lumière composée d’une seule radiation monochromatique, ayant une longueur d’onde bien définie (ex. : le laser est composé d'une seule couleur).
  - Définition
    Lumière polychromatique
    Lumière composée de plusieurs radiations ayant des longueurs d’onde différentes (ex. : la lumière blanche est composée de plusieurs couleurs).
- CSon mode de propagation
  - Propriété
    Propagation de la lumière
    La lumière se propage en ligne droite dans un milieu homogène.
  - Remarque
    On représente un faisceau de lumière par des rayons lumineux.
    Ces rayons doivent indiquer la source et le sens de propagation.