Physique de la lumière

Énergie mécanique : L'énergie que possède un corps de part sa position, sa masse et son état de mouvement.

Système isolé : Système qui n’échange ni matière ni énergie avec son environnement.

Chaleur : Quantité d'énergie nécessaire pour provoquer un changement d'état, une dilatation ou un simple °C de température.

Température : Mesure de l'état de chaleur d'un corps.

Changement d'état : Nouvelle répartition des molécules dans l'espace sans pour autant changer leur structure interne.

Pression d'un gaz : Une force que les molécules du gaz exercent quand elles tapent sur les parois du récipient.

Opaque : Corps qui arrête la lumière et empêche tout observateur de la source lumineuse.

Translucide : Corps qui permet le passage de la lumière mais empêche d'observer distinctement la source lumineuse.

Transparent : Corps qui permet le passage de la lumière ainsi que l'observateur distinct de la source lumineuse.

Phénomène de réfraction : Changement brusque de direction du faisceau lumineux, après pénétration dans une matière transparente ; la surface de séparation des deux milieux.

Dioptre
(noté en marge)

Lentille : Un milieu transparent et homogène limité par deux dioptres sphériques ou un dioptre sphérique et un dioptre plan.

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Sachant que pour produire de l'énergie, il faut une source d'énergie, il en va de même pour la lumière pour laquelle il faut une source de lumière aussi appelée source primaire ou encore corps primaire.

Ceux-ci peuvent être d'origine naturelle (ex : le soleil) ou artificielle (ex : lampe).

Les sources lumineuses peuvent être classées en deux catégories :

• Les sources ponctuelles : Elles paraissent suffisamment petites pour que leurs dimensions puissent être négligées par rapport aux distances considérées. Dans ce cas elles peuvent être assimilées à des points lumineux.
  Ex : les étoiles (sauf soleil), les lasers

• Les sources étendues : Elles ont des dimensions non négligeables par rapport aux distances envisagées. Elles peuvent être considérées comme un ensemble de sources ponctuelles.
  Ex : le soleil, lampe

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Par ailleurs, certains corps sont visibles mais ne produisent pas de lumière : ce sont des corps éclairés aussi appelés sources secondaires. Ils ne font que renvoyer la lumière reçue d'une source primaire et ne sont vus que si cette lumière arrive jusqu'à nos yeux.

Les corps éclairés peuvent se classer en trois catégories :

• Opaques : corps qui arrête la lumière et empêche tout observateur de la source lumineuse.
• Translucides : corps qui permet le passage de la lumière mais empêche d'observer distinctement la source lumineuse.
• Transparents : corps qui permet le passage de la lumière ainsi que l'observateur distinct de la source lumineuse.

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Si nous nous plaçons dans un milieu relativement sombre, on peut représenter le trajet de la lumière grâce à de fines particules en suspension dans l'air (ex : projecteur de cinéma).

Lorsque la lumière se dirige dans une direction déterminée, on parle d'un faisceau qui lui est composé d'un ensemble infini de rayons. Ces derniers peuvent être représentés par des lignes droites qui modélisent le trajet de la lumière d'un point de l'espace à un autre.

Selon la disposition des rayons les uns par rapport aux autres, on dira qu'ils sont convergents, divergents ou parallèles.

• Convergents
  ← ← ←
  \ | /
  \ | /

• Divergents
  → → →
  / | \
  / | \

• Parallèles
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