Cours de Physique SVT

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Cours de Physique SVTPartie 1 : Optique géométriqueElisabeth Pozzo di Borgo& Pierre BarroyBureau A118 UFR SciencesIntroduction : de la physique, pourquoi ?● Comprendre les lois qui régissent notre monde● Comportement des molécules régi par les lois de la physique, circulation sanguine par la mécanique des fluides…● Instruments de mesures divers basés sur des principes physiques : utilisation correcteC'est utile au biologiste !!Lumière et vision● Vue = informations sur le monde qui nous entoure. 2 façons de voir un objet :– L'objet émet de la lumière (source primaire) soleil, ampoule, corps incandescent... Compris eau XX siècle– L'objet réfléchit la lumière (source secondaire) qui provient d'une source primaire. Compris dès l'Antiquité : Premier Traité d'optique Euclide -300 av JC +Archimède -212, incendie flotte romaine !?Un peu d'histoire ...● Autour de l'an 1000 Ibn Sahl et Ibn Al-Haitman– Description du phénomène de réflexion et de réfraction– Etude de la formation des images à travers des miroirs sphériques– Description des différentes parties de l'œil et de leurs fonctions● 1214-1294 Roger Bacon – Premières lentilles et lunettes de vue– Description de l'arc-en-cielUn peu d'histoire ...● 1564-1642 Galilée Lunette astronomique● 1591-1626 Villebord Snell + René Descartes (1596-1650) : réfraction de la lumière● 1601-1665 Pierre de Fermat : Principe de la marche des rayons lumineux : la lumière suit le chemin qui donne un temps ...
Publié le : samedi 24 septembre 2011
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Cours de Physique SVT
Partie 1 : Optique géométrique
Elisabeth Pozzo di Borgo
& Pierre Barroy
Bureau A118 UFR SciencesIntroduction : de la physique,
pourquoi ?
● Comprendre les lois qui régissent notre monde
● Comportement des molécules régi par les lois
de la physique, circulation sanguine par la
mécanique des fluides…
● Instruments de mesures divers basés sur des
principes physiques : utilisation correcte
C'est utile au biologiste !!Lumière et vision
● Vue = informations sur le monde qui nous
entoure. 2 façons de voir un objet :
– L'objet émet de la lumière (source primaire)
soleil, ampoule, corps incandescent... Compris
e
au XX siècle
– L'objet réfléchit la lumière (source
secondaire) qui provient d'une source
primaire. Compris dès l'Antiquité : Premier
Traité d'optique Euclide -300 av JC +
Archimède -212, incendie flotte romaine !?Un peu d'histoire ...
● Autour de l'an 1000 Ibn Sahl et Ibn Al-Haitman
– Description du phénomène de réflexion et de
réfraction
– Etude de la formation des images à travers des
miroirs sphériques
– Description des différentes parties de l'œil et de
leurs fonctions
● 1214-1294 Roger Bacon
– Premières lentilles et lunettes de vue
– Description de l'arc-en-cielUn peu d'histoire ...
● 1564-1642 Galilée Lunette astronomique
● 1591-1626 Villebord Snell + René Descartes
(1596-1650) : réfraction de la lumière
● 1601-1665 Pierre de Fermat : Principe de la
marche des rayons lumineux : la lumière suit le
chemin qui donne un temps de parcours minimal
● 1666 : Newton – décomposition lumière,
spectre
● 1802 Young – mesure de la longueur d'onde λ
● 1807 Malus – Fresnel – Arago : polarisationUn peu d'histoire ...
● 1870 : Maxwell – unification optique et ondes
électromagnétiques : nature ondulatoire
● 1887 : Hertz – effet photoélectrique
● 1900 : Planck : transport d'énergie via photon :
nature corpusculaire
● 1905 : Einstein – Théorie des quanta
● 1924 : De Broglie – conciliation corpuscule et
ondes ; physique quantique
● 1960 : Mise au point du LASER (Light
Amplification by Stimulated Emission of
Radiation )Les 3 domaines de l'optique
Opt.
Opt. géométrique Opt. quantique
ondulatoire
dim. syst >> λ dim. syst ~ λ dim. syst << λ
e e e
XVII siècle XIX siècle XX siècle
Rayon Onde Corpuscule
interférence
réflexion
diffraction
vibrations
réfraction
polarisation
électromagnétiques
dispersion
diffusion1- Les ondes
● Caillou dans l'eau
– vagues s'écartant du point d'impact
– bouchon posé sur l'eau monte et descend
sans se déplacer
● Onde = Perturbation locale qui se propage :
– pas de déplacement de matière
– circulation d'énergie
– perturbation fonction de la position et du temps Caractérisation des ondes
● Périodes temporelle et spatiale
– T période (s) => fréquence nu ν (hertz)
ν = 1 /T nombre d'oscillations par seconde
A(x ,t)
0
T
en un point
t
– λ longueur d'onde lambda (m)
A(x,t )
0
distance entre deux extrema
λ
x
(à t fixé)
● Relation fondamentale des ondes :
λ =vT=v/ ν où v est la vitesse de propagationOndes lumineuses
e
● Nature ondulatoire : (Maxwell XIX )
– propagation lumière = propagation onde
électromagnétique (association d'un champ
électrique et d'un champ magnétique vibrant à la
même fréquence et se déplaçant à la même
vitesse).
8
– c = 299 793 km/s ≈ 3 10 m/s (vitesse limite de
0
transmission des informations).
– Relation fondamentale dans le vide : λ ν = c
0 0

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