Séance de cours

Propagation et absorption de la lumière

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Dans cours

PHYS-317: Optics I

L'optique est un vieux domaine qui touche à beaucoup de sujets modernes, des techniques expérimentales aux applications courantes. Ce premier cours traite plusieurs aspects de base de l'optique: propagation, dispersion, interférence, diffraction, polarisat ...

Description

Cette séance de cours couvre la propagation de la lumière dans différents médias, y compris la dispersion, la réfraction, la réflexion et l'absorption. Il explique le comportement de la lumière dans les conducteurs, les semi-conducteurs et les métaux, en se concentrant sur les équations d'onde et l'atténuation. La séance de cours traite également des raisons derrière la couleur du ciel, des nuages et des couchers de soleil, basées sur la diffusion de Rayleigh et Mie. En outre, il se penche sur l'interaction entre les ondes électromagnétiques et la matière, en particulier dans les matériaux diélectriques. Les concepts de polarisation, de résonance et de dispersion dans les matériaux sont explorés, ainsi que les équations de Fresnel pour la réflexion et la transmission aux interfaces.

Enseignant·e

Benjamin Dwir

Titre académique: Dr. Date de naissance: 24.10.1959 Nationalité: Suisse A l'EPFL depuis: 1988

Source officielle

Proximité ontologique

Physique

Optique: Polarisation (optique)

Concepts associés (32)

Théorie de Mie

En optique ondulatoire, la théorie de Mie, ou solution de Mie, est une solution particulière des équations de Maxwell décrivant la diffusion élastique – c'est-à-dire sans changement de longueur d'onde – d'une onde électromagnétique plane par une particule sphérique caractérisée par son diamètre et son indice de réfraction complexe. Elle tire son nom du physicien allemand Gustav Mie, qui la décrivit en détail en 1908. Le travail de son prédécesseur Ludvig Lorenz est aujourd'hui reconnu comme « empiriquement équivalent » et l'on parle parfois de la théorie de Lorenz-Mie.

Diffusion Rayleigh

La diffusion Rayleigh est un mode de diffusion des ondes, par exemple électromagnétiques ou sonores. Elle opère lorsque la longueur d'onde est beaucoup plus grande que la taille des particules diffusantes. On parle de diffusion élastique, car cela se fait sans variation d'énergie, autrement dit l'onde conserve la même longueur d'onde. Elle est nommée d'après John William Strutt Rayleigh, qui en a fait la découverte.

Diffusion des ondes

La diffusion est le phénomène par lequel un rayonnement, comme la lumière, le son ou un faisceau de particules, est dévié dans diverses directions par une interaction avec d'autres objets. La diffusion peut être isotrope, c'est-à-dire répartie uniformément dans toutes les directions, ou anisotrope. En particulier, la fraction de l'onde incidente qui est retournée dans la direction d'où elle provient est appelée rétrodiffusion (backscatter en anglais). La diffusion peut s'effectuer avec ou sans variation de fréquence.

Polarisation (optique)

La polarisation est une propriété qu'ont les ondes vectorielles (ondes qui peuvent osciller selon plus d'une orientation) de présenter une répartition privilégiée de l'orientation des vibrations qui les composent. Les ondes électromagnétiques, telles que la lumière, ou les ondes gravitationnelles ont ainsi des propriétés de polarisation. Les ondes mécaniques transverses dans les solides peuvent aussi être polarisées. Cependant, les ondes longitudinales (telles que les ondes sonores) ne sont pas concernées.

Réflexion (physique)

vignette|upright=1|La loi de la réflexion en physique.|alt=Le rayon incident arrive sur la surface et est réfléchi. Les angles d'incidence et de réflexion sont identiques. vignette|Matsimäe Pühajärv, Estonie. La réflexion en physique est le brusque changement de direction d'une onde à l'interface de deux milieux. Après réflexion, l'onde reste dans son milieu de propagation initial. De multiples types d'ondes peuvent subir une réflexion.

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Séances de cours associées (64)

Réflexion et réfraction dans la matière transparente

Explore les lois de la réflexion et de la réfraction dans la matière transparente, en mettant l'accent sur l'interaction des vagues avec les dalles diélectriques.

Propagation optique dans les matériaux

Explore la propagation de la lumière dans divers matériaux, l'absorption, la dispersion et les phénomènes de diffusion, y compris les applications pratiques avec des faisceaux laser.

Introduction à l'optique : lumière et vagues

Présente des concepts optiques fondamentaux, couvrant la réfraction, la réflexion, l'interférence, la polarisation, et plus encore, explorant le comportement de la lumière dans différents médias.

Propriétés Radiatives de la Dispersion: Théorie de Rayleigh et Mie

Discute des propriétés radiatives des particules, en se concentrant sur les théories de diffusion Rayleigh et Mie et leurs applications dans la compréhension du comportement de la lumière.

Interaction lumière-matériau : principes fondamentaux

Couvre les bases de l'interaction lumière-matériau, y compris la réflexion, la réfraction, l'absorption, la luminescence et la diffusion.

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Concepts associés (32)

Théorie de Mie

Diffusion Rayleigh

Diffusion des ondes

Polarisation (optique)

Réflexion (physique)

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