Leçon : Lumière cohérente Physique

Dans cette leçon, nous allons apprendre comment déterminer si deux ou plusieurs ondes électromagnétiques vont interférer pour former une lumière cohérente ou incohérente.

Plan de la leçon

Objectifs

Les élèves pourront

  • reconnaître que deux ondes ou plus sont cohérentes si elles ont la même fréquence et un déphasage constant,
  • reconnaître que deux ondes ou plus sont incohérentes si elles ont des fréquences différentes ou un déphasage non constant,
  • déterminer, en observant les formes d’onde, si un ensemble d’ondes est cohérent ou incohérent,
  • déterminer, en étudiant les fonctions qui décrivent des formes d’ondes de base, si des ondes sont cohérentes ou incohérentes.

Prérequis

Les élèves doivent être déjà familiarisés avec

  • l’idée que la lumière peut être modélisée comme une onde,
  • comment déterminer la fréquence, la longueur d’onde, la phase et l’amplitude d’une onde à partir du graphique de l’onde,
  • déterminer si deux ondes ont approximativement la même fréquence, la même longueur d’onde, la même phase ou la même amplitude en observant leurs graphiques,
  • l’idée qu’une onde simple peut être décrite en utilisant les fonctions trigonométriques de la forme 𝑦=𝐴(𝑘𝑥)sin, 𝐴 est l’amplitude de l’onde et 𝑘 est une constante qui affecte la longueur d’onde.

Exclusions

Les élèves ne couvriront pas

  • méthodes pour produire une lumière cohérente (laser),
  • l’émission de lumière par les atomes,
  • la différence entre une émission spontanée et une émission stimulée,
  • la différence entre la cohérence spatiale et la cohérence temporelle,
  • modéliser des formes d’onde en fonctions à la fois du temps et des positions; c’est-à-dire 𝑦=𝐴(𝑘𝑥𝜔𝑡)sin,
  • le nombre d’onde et la fréquence angulaire,
  • utiliser le nombre d’Euler, 𝑒, et l’unité imaginaire, 𝑖, pour décrire des formes d’ondes,
  • la nature corpusculaire de la lumière.

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