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vitesse de phase en optique



  1. #1
    prépaz

    vitesse de phase en optique


    ------

    Bonjour,
    En physique des ondes, on definit l'indice du milieu comme un indice complexe, la partie imaginaire faisant reference à l'absorption et la partie reelle à la dispersion.
    Or tous les milieux ne sont pas dispersifs, et l'indice peut etre dans ce cas réduit à la partie reelle. De plus, en optique, on ne prend en compte que le phénomène de dispersion, et non l'absorption.
    On en arrive donc à définir l'indice optique comme la partie reelle de l'indice du milieu, soit le rapport célérité de la lumiere "c" sur vitesse de phase.
    Or la vitesse de phase, dans la plupart des cas (en tout cas ceux que j'ai rencontré) est supérieure à c, ce qui donne, dans la plupart des cas, un indice optique inférieur à 1, ce qui est contradictoire.

    Y a-t-il une erreur dans ce que j'ai écrit?

    Merci.

    -----

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  3. #2
    Astérion

    Re : vitesse de phase en optique

    Bonsoir

    n c'est le rapport entre la célérité c et la vitesse de groupe.
    Ce qui est important physiquement, c'est la vitesse de propagation de "l'énergie de l'onde", qui correspond à la vitesse de groupe.

    Au revoir

  4. #3
    Astérion

    Re : vitesse de phase en optique

    Rebonjour,

    Je réponds un peu vite quand même...je vais préciser.

    Il est vrai que l'indice se définit dans l'absolue comme tu l'as énoncé.

    Cependant expérimentalement, pour définir un indice optique en fonction de la fréquence donnée, ce n'est pas possible. En effet, en général, les ondes que tu envoies dans le milieu à mesurer, ont un étalement spectral (ça ne peut pas être une onde monochromatique pure) autour de la fréquence moyenne.
    Si on suppose un étalement gaussien, la vitesse de groupe sera vitesse de déplacement du max de la gaussienne.
    Si on arrive à mesurer la vitesse de ce paquet d'ondes dans le milieu,
    l'indice du milieu sera le rapport en c et la vitesse de ce paquet d'onde
    (en fait celui du max).
    Au final, on dit qu'on a mesurer la vitesse de phase à la fréquence moyenne du paquet d'ondes...

    NB: d'ailleurs la notion de vitesse de groupe comme étant la vitesse de propagation de l'information perd tout son sens dans les milieux absorbants.
    Je crois que ta vitesse de groupe peut dépasser c ce qui est choquant...

    Au revoir.

  5. #4
    LPFR

    Re : vitesse de phase en optique

    Bonjour.
    Dans des milieux dispersifs il est courant que la vitesse de phase soit supérieure à 1.
    Pour les ondes radio, c'est le cas dans l'espace intergalactique. Le peu d'électrons libres (environ 1000 par m3) suffit à rendre le milieu (très légèrement) dispersif.
    C'est encore plus vrai dans l'ionosphère.
    Pour la lumière il faudrait aller voir chez les métaux alcalins, (le potassium est transparent dans UV et métallique dans le visible). On doit trouver des indices de réfraction inférieurs à 1 dans l'UV proche.
    Ceci est dû à la fréquence de plasma des électrons libres dans le milieu, qui dépend de leur concentration.

    La vitesse de groupe peut dépasser c, mais c'est dans le cas de l'absorption anomale, dans lequel, la vitesse de groupe perd son sens (n'a plus de sens physique). Dormez en paix.

    Au revoir.

  6. A voir en vidéo sur Futura

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