Les outils du champ électrique de l'onde

Le bloc 1 introduit les outils nécessaires. La réponse des récepteurs est environ proportionnelle à la moyenne du carré du champ électrique de l’onde. Le programme utilise uniquement le mot « intensité » pour décrire la grandeur détectée mais on peut utiliser indifféremment les mots « intensité » et « éclairement » sans chercher à les distinguer à ce niveau de formation. La loi de Malus (orthogonalité des rayons lumineux et des surfaces d’ondes dans l’approximation de l’optique géométrique) est admise. Dans le cadre de l’optique, on qualifiera de plane ou sphérique une onde par référence à la forme des surfaces d’ondes.  

Notions et contenusCapacités exigibles
 1. Modèle scalaire des ondes lumineuses

a) Modèle de propagation dans l’approximation de l’optique géométrique.

Chemin optique. Déphasage dû à la propagation.

Surfaces d’ondes. Loi de Malus.

Onde plane, onde sphérique ; effet d’une lentille mince dans l’approximation de Gauss.

b) Modèle d’émission. Approche expérimentale de la longueur de cohérence temporelle. Relation entre le temps de cohérence et la largeur spectrale.

c) Récepteurs. Intensité.

Associer la grandeur scalaire de l’optique à une composante d’un champ électrique.

Exprimer le retard de phase en un point en fonction du retard de propagation ou du chemin optique.

Utiliser l’égalité des chemins optiques sur les rayons d’un point objet à son image.

Associer une description de la formation des images en termes de rayon lumineux et en termes de surfaces d’onde.

Classifier différentes sources lumineuses (lampe spectrale basse pression, laser, source de lumière blanche...) en fonction du temps de cohérence de leurs diverses radiations et connaître quelques ordres de grandeur des longueurs de cohérence temporelle associées. Utiliser la relation f. t1 pour relier le temps de cohérence et la largeur spectrale ∆λ de la radiation considérée.

Relier l’intensité à la moyenne temporelle du carré de la grandeur scalaire de l’optique.

Citer le temps de réponse de l’œil.

Choisir un récepteur en fonction de son temps de réponse et de sa sensibilité fournis.

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Olivier

Professeur en lycée et classe prépa, je vous livre ici quelques conseils utiles à travers mes cours !

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