📑 Fiche de révision — Ondes et signaux : la lumière

Seconde — Enseignement commun Ondes et signaux : vision et image

🔑 L’essentiel

La lumière se propage en ligne droite (milieux transparents, homogènes) → propagation rectiligne, modélisée par un rayon lumineux (droite orientée).

Dans le vide (≈ air) : $\boxed{c = 3,00 \times 10^{8}\ \text{m·s}^{-1}}$ (vitesse la plus grande). Année-lumière (a.l.) = distance parcourue en 1 an (≈ 9,5×10¹⁵ m), pas une durée.

🔦 Réflexion & réfraction (Snell-Descartes)

Angles mesurés par rapport à la normale.

Réflexion : i_r = i₁.
Réfraction : $\boxed{n_1 \sin i_1 = n_2 \sin i_2}$

Indice de réfraction : $\boxed{n = \dfrac{c}{v}} \quad (n \ge 1,\ \text{sans unité})$

n(air) ≈ 1,0 · n(eau) ≈ 1,33 · n(verre) ≈ 1,5. Indice grand → vitesse faible dans le milieu (rayon se rapproche de la normale).

🌈 Dispersion & spectres

Monochromatique = 1 radiation · polychromatique = plusieurs (lumière blanche).
Un prisme disperse la lumière blanche → spectre ; chaque radiation ↔ longueur d’onde λ (visible ≈ 400–800 nm).
Spectre continu : corps chaud (plus chaud → enrichi vers le bleu).
Spectre de raies : gaz excité, caractéristique de l’espèce (identification).

🔍 Lentille convergente & image

Points : O (centre), axe optique, F’ (foyer image, après), F (foyer objet, symétrique), distance focale f’ = OF’ (m).

Objet avant F → image réelle, renversée (sur écran).

Grandissement (sans unité) : $\boxed{\gamma = \dfrac{\overline{A'B'}}{\overline{AB}}}$

|γ| > 1 → plus grande · |γ| < 1 → plus petite ;
γ < 0 → renversée · γ > 0 → droite.

🧮 Méthode type

Réfraction : $\sin i_2 = \dfrac{n_1 \sin i_1}{n_2}$ → i₂ = arcsin(…).
Indice : n = c/v.
Grandissement : γ = A’B’/AB (signe négatif si renversée).

⚠️ Pièges à éviter

❌ Mesurer les angles depuis la surface → c’est depuis la normale.
❌ Disperser une lumière monochromatique → impossible (1 seule radiation).
❌ Confondre indice et vitesse : n = c/v (n grand → v faible).
❌ Oublier le signe de γ (négatif si renversée).
❌ Confondre année-lumière (distance) et durée.

🧠 Mots-clés

propagation rectiligne · rayon · c = 3,00×10⁸ m/s · année-lumière (distance) · n₁ sin i₁ = n₂ sin i₂ · n = c/v · dispersion / spectre continu (corps chaud) / spectre de raies · lentille convergente (F, F’, f’) · γ = A’B’/AB.