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Séance de cours

Réfraction dans les systèmes à couches

Dans cours

PHYS-207(c): Physique générale : quantique

Le cours traite les ondes électromagnétiques (optique géométrique et optique physique) et donne une introduction à la physique quantique. ...

Description

Cette séance de cours couvre la correction de l'exercice 1 de la série 15, en se concentrant sur un système avec des couches d'eau, d'huile et d'air. Il explique comment déterminer si la profondeur apparente du système est plus grande ou plus petite que la profondeur réelle en analysant la réfraction des rayons lumineux à différentes interfaces. Grâce aux calculs trigonométriques et à la loi de Snell-Descartes, la profondeur apparente est exprimée en fonction des angles et des propriétés de la couche, ce qui conduit à une application numérique qui montre que la profondeur apparente est inférieure à la profondeur réelle.

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Enseignant·e

Alfredo Pasquarello

Alfredo Pasquarello effectue ses études en physique à l'Ecole normale supérieure de Pise et à l'Université de Pise et obtient leurs diplômes respectifs en 1986. Il obtient le titre de Docteur ès sciences à l'EPFL en 1991 avec une thèse portant sur les transitions à plusieurs photons dans les solides. Ensuite, il effectue des recherches post-doctorales aux Laboratoires Bell (Murray Hill, New Jersey) sur les propriétés magnétiques des fullerènes de carbone. En 1993, il rejoint l'Institut romand de recherche numérique en physique des matériaux (IRRMA), où sa recherche porte sur des méthodes de simulation ab initio. En 1998, le Prix Latsis de l'EPFL lui est decerné pour son travail de recherche portant sur les matériaux à base de silice désordonnée. Bénéficiant de plusieurs subsides du Fonds National, il constitue ensuite sa propre équipe de recherche à l'IRRMA. En juillet 2003, il est nommé Professeur en Physique théorique de la matière condensée à l'EPFL. Actuellement, il dirige la Chaire de simulation à l'échelle atomique.

Source officielle

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Réfraction

En physique des ondes, la réfraction désigne la courbe d'une onde (notamment optique, acoustique ou sismologique) à l'interface entre deux milieux aux vitesses de phase différentes sur le plan chimique ou physique (densité, impédance, température...) La réfraction se traduit par une modification de l'orientation : du front d'onde : c'est la ligne que décrit une vague dans l'eau (optique physique et sismologie) ; du rayon : c'est la direction de propagation de l'onde, perpendiculaire au front d'onde (optique géométrique).

Lois de Snell-Descartes

vignette|upright=1.5|Les bulles de gaz dissous ou de vapeur d'eau, bien qu'elles soient transparentes, peuvent être visibles grâce aux reflets sur leur surface (réfraction et réflexion observant les lois de Snell-Descartes). Les lois de Snell-Descartes décrivent le comportement de la lumière à l'interface de deux milieux. Ces lois sont au nombre de quatre, deux pour la réflexion et deux pour la réfraction. Avec la propagation rectiligne de la lumière dans les milieux homogènes et isotropes, ces lois sont à la base de l'optique géométrique.

Indice de réfraction

vignette|Image des fronts d'onde émis par une source ponctuelle mettant en évidence le phénomène de réfraction. La zone inférieure située sous la ligne grise a un plus grand indice de réfraction et donc une vitesse de propagation proportionnellement inférieure à celle de la zone supérieure (pour une raison de clarté, la réflexion partielle n'est pas montrée).

Troubles de la réfraction

Les troubles de la réfraction, ou amétropies, sont des troubles de la vision dus à un fonctionnement défectueux du système optique formé par la cornée, le cristallin et la rétine. Dans un œil normal, qu'on qualifie d'emmétrope, l'image donnée d'un objet lointain est située sur la rétine. On dit aussi que la rétine est au plan focal de l'ensemble cornée-cristallin. En vision de près, le pouvoir d'accommodation du cristallin (qui se bombe), permet d'avancer le point nodal pour maintenir sur la rétine l'image de l'objet observé.

Lunette astronomique

Une lunette astronomique ou lunette de Kepler est un instrument d'optique composé de lentilles et permettant d'augmenter la luminosité et la taille apparente des objets du ciel lors de leur observation. Équipée d'un redresseur d'image, elle se comporte alors en lunette d'approche. Développée à partir de la fin du , la lunette astronomique est utilisée à partir de 1609 pour faire des observations systématiques du ciel. Son invention n'est pas précisément attribuée.

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