Optics Chapter 10 Quiz

Comment-est la lumière au niveau atomique émetté?

• Les atomes a l’interieur d’un materiaux doivent absorber une forme “quelconque d’energie

• Les atomes entrent dans un état excité → emettent l’énergie presque immédiatement (lumière)

L’incandescence

• Émettent la lumière grâce a la chaleur

• Pas éfficases (5% de l’énergie va au lumière)

• Ex: Filament dans une grille-pain

Décharge électrique

• Courant électrique passe à travers une ampoule afin de chauffer une vapeur de mercure et d’une autre substance (cet vapeur émit la lumière)

• (électricité → Hg → UV → phospore → lumière visible)

La luminescence

• Émettent la lumière sans la chaleur

• 4 types de lumière: la fluorescence, la phosphorescence, la chimioluminescence, la bioluminescence

Fluorescence

• L’émission de la lumière par une source éclairée par une lumière ultraviolette (UV)

Phosphorescence

• Lumière émet par une source éclairée par une lumière UV qui continue pendant un certain temps après la fin de la lumiere UV

Chimioluminescence

• L’émission de la lumière par une réaction chimique (sans augmentation de température)

Bioluminescence

• L’émission de lumière par une réaction biochimique dans une organisme vivant

Onde électromagnétique (EM)

• Lumière a une champ électrique et un champ magnétique

• Elles ressemblent aux ondes a la surface de l’eau (waves) et elles propagent dans le vide (empty space) et dans certaines substances

Longeur d’onde

• La longeur d’onde (wavelength) est définie comme étant la distance entre deux crêtes (ou 2 creux) successives

• Utilise Lambda (λ) comme symbole de longeur d’onde

Spectre électromagnétique

• Ordre (de plus grande à plus petite): radio, micro, infrarouge, lumière visible (ROYGBIV), UV, rayons X, rayons Gamma

• Spectre EM: un schéma qui montre l’ensemble des onde EM selon la longeur d’onde ou la fréquence (l’énergie)

• Nous ne pouvons pas voir qu’une petite partie du spectre EM

La loi de la réflexion

1. Le rayon incident, le rayon réfléchi, et la normale doivent être situés sur une même plan.

2. L’angle de réflexion est égale à l’angle d’incidence → ∠r = ∠i

Image virtuelle

• Quand les rayons de lumière SEMBLE de venir du quelquepart mais ne viennent pas vraiment de cette position

• Une image virtuelle ne forme de projection sur un écran

• Dans une diagramme à rayon, une image virtuelle nécessite un ou plusieurs “rayons virtuels” (lignes pointillé) afin de localiser l’image

Rayon

• La lumiére voyage en ligne droite (autant qu’elle ne change pas d’un milleu à un autre)

• Mileu: matériel dans lequel la lumière voyage (eau, air, verre)

• Un “rayon” = un outil utile qui nous aide a expliquer et prédire beaucoup de phénomène de la lumière et des images

• Il est une ligne droite avec une flèche qui démontre le trajet de la lumière

Diagramme de rayons de la réflection (miroir plan)

See page 44 for steps :)

MALT - Miroir Plan

TOUJOURS: Même, debout, même, virtuelle

Applications d’un miroir plan

• Un objet reflète la lumière dans toutes les directions → une partie de cette lumière se rend a l’oeuil

• L’objet semble d’être derrière le miroir comme une image virtuelle

Applications d’un miroir concave

• Un miroir dans lequel la surface réfléchissante courbe à l’interieur

Qu’est-ce que les lettres C, F, S et les lignes pointillés veut dire?

• C - centre de courbure (centre du sphère)

• F - le point focale (foyer?)

• Ligne pointillé qui coupe la sphère end deux est l’axe principale (axe optique)

• S - sommet (point sur le miroirou l’axe principale frappe le miroir)

MALT d’un miroir convexe

TOUJOURS: Plus petit, debout, plus proche, virtuelle

Règlements pour faire les diagrammes pour convexe et concaves (il y a 3)

1. Un rayon qui voyage parallèlement à l’AP réfléchit comme s’il était originaire de F.

2. Un rayon qui voyage vers F réfléchit parallèlement à l’AP.

3. Un rayon qui voyage vers C réfléchit sur soi-même.

5 cas de MALT des miroirs concaves

1. (Après C) plus petit, à l’envers, plus proche, réelle

2. (Sur C) même, à l’envers, même, réelle

3. (Entre C et F) plus grand, à l’envers, plus loins, réelle

4. (Sur F) pas d’image

5. (Avant F) plus grand, debout, plus loins, virtuelle

Équation du miroir

1/f = 1/d_i + 1/d_o → d_o = distance d’objet (cm), d_i = distance d’image (cm), f = distance focale (cm)

Note: d_i est négative si l’image et virtuelle (en arrière du miroir)

Équation magnification

M = h_i/h_o = -d_i/d_o → M = facteur de magnification, h_i = hauteur de l’image (cm), h_o = hauteur de l’objet (cm)

Note: h_i est négative si l’image est renversée

Réfraction

La deviation de la lumiere quand elle entre dans un second milieu qui a un indice de refraction different de celui du premier milieu (un changement de vitesse).

Rayon refracte

Le rayon qui est devie en entrant dans le deuxieme milieu.

Angle de refraction

L’angle entre la normale et le rayon refracte.

Indice de refraction

Le rapport entre la vitesse de la lumiere dans le vide et sa vitesse dans un milleu donné (n).

Formule pour l’indice de refraction

n = c / v

n = l’indice de refraction

c = la vitesse de la lumiere dans le vide

v = la vitesse de la lumiere dans un milieu donné

Dispersion

La separation des couleurs par la reflection.

Angle critique

L’angle d’incidence qui produit un angle de refraction de 90°.

Reflection totale

Lorsque la lumiere incidente n’est pas refractee, elle est completement reflechie par la frontiere et reste dans le premier milieu; la vitesse de la lumiere doit etre plus grande dans le second milieu.

All the questions that you don’t know?

• Quand est-ce qu’il y a plus de réflexion (grand i et grande diff. des n)

• Quand est-ce que i > R et quand est-ce que i < R

Applications de la RT

• Les jumelles: utilise RT dans les prismes de verre afin de rediriger la lumiere. Ceci accomplit deux choses important; prevenir le perte de lumiere (compare aux miroirs) → rallonger le trajet de la lumiere (comme une telescope, mais plus compacte)

• Les retroreflecteurs: peuvent retourner un rayon de lumiere parfaitement parallele, independamment de l’angle incident.

Arc-en-ciel

Un arc qui monter les couleurs du spectre visible; il apparait dans la direction opposee au Soleil; les gouttes de pluie refractent, reflechissent et dispersent des rayons du Soleil, et produisent l’arc-en-ciel.

Parhélies

Les cristaux de glace dans l’atmosphere qui refractent la lumiere du Soleil pour produire des taches brillantes des deux cotes du Soleil.

Profondeur apparente

Un effet d’optique qui donne l’impression que l’objet est plus pres qu’il ne l’est en realité.

Miroitement

Le mouvement apparent d’objets lorsque de l’air chaud est en contact avec ces objets ou une surface.

Mirage

Un effet optique cause par la courbure des rayons lumineux qui traversent des couches d’air qui ont des temperatures extremement differentes.

Lentille

Objet transparant qui a au moins une face incurvee qui refracte la lumiere. Causent la lumiere de refracter deux fois (pg 52)

Combien de temps est-ce que la lumiere refracte?

• DEUX

• Proche de la normale a le premier face (i > r), loin de la normale a la seconde face (i < r), afin de simplifier nos diagrammes, nous faisons semblant que les rayons change de directions d’une seule fois a l’axe de symetrie de la lentille. Cette approximation fonctionne bien pour les lentille mince.

Lentille convergente

Lentille qui fait convergente des rayons lumineux paralleles: ces rayons se dirigent alors vers un meme point.

Lentille divergente

Lentille qui fait diverger les rayons lumineux paralleles: ces rayons semblent alors provenir d’un meme point.

L’aberration chromatique

La dispersion de la lumiere dans une lentille (pg 53)