Cours de méthodologie en physique (bilingue : français/anglais) bâti pour l'Ecole d'été de l'Institut de Technologie du Cambodge, Autour de l'optique géométrique et ondulatoire

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Ce module présente un cours de méthodologie en physique : (1) Incertitudes et analyse dimensionnelle (2) Autour de l'oscillateur harmonique (3) Autour de la thermodynamique (4) Autour de l'optique géométrique et ondulatoire

Publié le : dimanche 1 janvier 2012
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« Autour de l’optique
géométrique et ondulatoire »

« About geometrical and physical optics »


Cours de méthodologie – Ecole d’été (ITC Phnom Penh)

Olivier GRANIER

(Du lundi 20 au mercredi 29 août 2012)
1

Vidéo : « Le goniomètre à prisme »

Animation JJR :
Animations JJR/Optique géométrique/Prismes/Prisme dispersif

Animation Geneviève Tulloue :
Déviation par un prisme (deviation by a prism)
• Light changes speed as it moves from one medium
to another

• The refractive index varies with the wavelength of
the light used (dispersion phenomenon, creating an
effect similar to a rainbow)

• This can be used to separate a beam of white light
into its constituent spectrum of colors

2

Primary Rainbow

The primary rainbow forms between about 40° and 42° from the antisolar point.
The light path involves refraction and a single reflection inside the water droplet.
We can observe this primary rainbow as colored arches opposite to the sun.
3

Secondary Rainbow

The secondary rainbow is about 10° further out from the antisolar point than the primary
rainbow. It is about twice as wide and has its colors reversed.
There are two reflections inside the water droplet.
The light of the secondary rainbow is one-tenth the intensity of that the primary rainbow.
4


5

i
Gouttelette d’eau (droplet of water)
A
x’
i − r
+
r B
r
r
O
X’
X
π − 2r
r
α
C
y
i
i − r
D


When the ray goes outside the droplet, the value of the angular deviation D is :
D = 2( i − r ) + (π − 2r ) = π + 2i − 4r

The angle α defined on the figure is :
α = π − D = 4r − 2i

6

Snell-Descartes’s law and deviation angle :

sini = nsinr sini' = nsinr'
D =i +i'− A
r + r' = A

π
≥ i ≥ i avec sini = n sin( A − i )
0 0 l

2
D + A
 
m
sin
 
2
 
n =
A

sin
2
7


A triangular prism, dispersing light.
Waves shown to illustrate the different wavelengths of light.
Longer wavelengths (red) are refracted less than shorter wavelengths (violet)
8

Prism goniometer :

A goniometer is an instrument that measures angles and refractive index.
(The term goniometer is derived from two Greek words, gōnia, meaning angle, and metron,
meaning measure)
9

Prism
Collimator
Refraction
telescope
(sight)
10

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