Ondes électromagnétiques et optique physique (05_XBOPT)

• Coefficient : 2.5
• Volume Horaire: 70h estimées de travail (dont 42h EdT)
  CTD : 36h encadrées (et 6h de séances d'études dirigées)
  Travail personnel hors EdT : 28h

Liste des AATs

Description

1. Equations régissant la propagation de la lumière
   • Equations de Maxwell
   • Equation de propagation
2. Modèle de l’onde plane
3. Polarisation de la lumière
   • Nature vectorielle de la lumière
   • Notions de polarisation et de polarimétrie
   • Réflexion et réfraction au passage d’un dioptre - Coefficients de Fresnel
4. Interférences lumineuses
5. Diffraction de la lumière

Acquis d'Apprentissage visés (AAv)

• AAv1 [heures: 9, B2, B3] : À la fin du cours, les étudiants du semestre 5 sont capables de calculer les paramètres caractéristiques d’une onde électromagnétique plane monochromatique (longueur d’onde, fréquence, vitesse de phase et vitesse de groupe, intensité, champs électrique et magnétique) dans un milieu diélectrique linéaire, homogène, isotrope et transparent où elle se propage et de caractériser sa structure.

• AAv2 [heures: 8, B2, B3] : À la fin du cours, les étudiants sont capables de déterminer l’état de polarisation d’une onde électromagnétique plane à partir de l’expression paramétrique du champ électrique de l’onde et inversement

• AAv3 [heures: 13, B2, B3, C1] : À la fin du cours, les étudiants sont capables de décrire et analyser le changement d’état de polarisation d’une onde électromagnétique par des instruments de polarimétrie (lames biréfringentes, polariseur rectiligne idéal, et leur combinaison).

• AAv4 [heures: 7.5, B2, B3] : À la fin du cours, les étudiants sont capables de calculer et caractériser les coefficients de Fresnel en amplitude et en intensité relatifs à la réflexion et à la transmission d’une onde plane sur un dioptre plan et de déterminer l’état de polarisation de l’onde réfléchie et de l’onde transmise.

• AAv5 [heures: 9, B2, B3] : À la fin du cours, les étudiants sont capables de calculer l’interférence d’ondes électromagnétique de même fréquence, polarisées ou non-polarisées.

• AAv6 [heures: 16, B2, B3, C1] : À la fin du cours, les étudiants sont capables de caractériser et analyser des montages interférométriques (photodétection d’un battement optique, interféromètre de Young, interféromètres de Mach-Zehnder et de Fabry-Perot, couche anti-reflet…) et d’expliquer et interpréter des phénomènes liés aux interférences (anneaux de Newton, iridescence…).

• AAv7 [heures: 7.5, B2, B3, C1] : À la fin du cours, les étudiants sont capables d’énoncer les principes de la diffraction, d’analyser la distribution d’intensité lumineuse due à la diffraction par diverses ouvertures (fente rectangulaire, fente circulaire, réseaux de diffraction), ainsi que de décrire les phénomènes liés à la diffraction (tache d’Airy, pouvoir de résolution limité par la diffraction…).

Modalités d'évaluation

Une évaluation longue de contrôle continu (coefficient 1) et la moyenne de plusieurs évaluations courtes de contrôle continu (coefficient 1)

Mots clés

Equation de propagation, polarisation, coefficients de Fresnel, interférences, diffraction

Pré-requis

Notions élémentaires d’optique géométrique, de géométrie et d’algèbre linéaire

Ressources

• J.-P. Pérez, Optique – Fondements et applications, 7ème éd., Dunod, 2004
• G. Bruhat, Optique, 6ème éd., Dunod, 2005
• M. Born & E. Wolf, Principles of Optics, 7th ed., Cambridge University Press, 1999. Documents polycopiés