indice optique de l'air

[invite01a3c6dd]

Bonjour je suis en licence de physique chimie est je fait un exposer sur l'indice de l'air.
Mon problème est le suivant : je ne vois pas quel effet l'air provoque sur un rayon lumineux optique pour qu'il soit déviée.

Je cherche a mètre en évidence la différence entre l'indice du vide : n=1 et l'indice de l'air n=1.000032 et donc savoir comment (au niveau moléculaire) interagissent les molécules d'air sur le rayon lumineux.

En vous remerciant par avance.

ps : c'est un problème physico-chimique je ne sait donc pas dans quelle catégorie poser ma question, pardonné moi si il y a erreur.
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[invitec336fcef]

bonjour,

votre énoncé ressemble à la mesure que l'on fait de l'indice optique de l'air avec un interféromètre de michelson, dans lequel on fait progressivement le vide. Il y a une déviation des franges d'interférence qui permet de calculer l'indice de l'air.

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[LPFR]

Bonjour.
Effectivement c'est l'indice de réfraction de l'air qui est un peu différent que celui du vide.
Malheureusement vous ne pouvez pas mettre en contact de l'air avec du vide pour montrer des effets de la différence d'indice.
Mais vous pouvez montrer que l'indice de réfraction de l'air dépend de la température (en réalité il dépend de la densité, mais pour une même pression l'air chaud est moins dense que l'air froid). On voit cet effet dans les mirages et aussi aux dessus de sources chaudes: la flamme d'une bougie, un feu de camp, le toit d'une voiture chauffée par le soleil, etc.

Il faudrait savoir ce que vous voulez faire plus précisément: démonstration, mesure, écrit ?
Au revoir.

[invite01a3c6dd]

Effectivement je me base sur l'utilisation d'un interféromètre, mais celui des miroirs de jamin.

Oui je détermine l'indice de l'air grâce aux nombre de raies proportionnelles à la différence de pression, mais ma question se porte sur un aspect beaucoup plus petit, plutôt au niveau atomistique , quelle influence/et comment l'O2 le N2 et le CO2 agissent sur un rayon lumineux, les orbitales de ces molécules peuvent elles dévier la trajectoire de photons (je travaille bien entendu avec une source monochromatique).

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Re.
Je vous recopie une explication que j'avais déjà donnée mais qui reste valable aussi pour les gaz:

Le ralentissement de la lumière dans un milieu est le résultat de l'interaction du champ électrique de l'onde avec les électrons de la matière. Donc, ce n'est pas simplement une question d'énergie de photons.
Dans la matière, le champ électrique de la lumière fait osciller les électrons, même s'ils restent liés à leur atome. L'amplitude de cette oscillation dépend des caractéristiques du matériau. Mais la fréquence est celle de l'onde.
Ces électrons accélérées (car ils oscillent) émettent une onde électromagnétique de même fréquence et en retard de phase dans les toutes les directions. Le jeu des interférences fait que seules les ondes dirigées en avant et en arrière donnent des interférences constructives. On peut ignorer les autres. Le résultat que l'on voit quand une onde entre dans un diélectrique, est une onde qui part en arrière que nous appelons "onde réfléchie" qui est le résultat de l'addition des ondes émises à différentes profondeurs dans le diélectrique. Vers l'avant, nous avons ce qui reste de l'onde incidente (qui s'est atténué en faisant osciller les électrons), plus les ondes émises à différents profondeurs avec leurs déphasages. Le résultat de l'addition est une onde qui semble s'être propagé moins vite que dans le vide.
Évidemment, on ne va pas s'emmquiquiner à faire ce calcul à chaque fois et on utilise un modèle mathématique qui consiste à attribuer une vitesse de propagation plus lente dans le diélectrique (ce qui définit l'indice de réfraction), ainsi que des règles pour calculer l'amplitude de l'onde transmisse et réfléchie à partir des indices de réfraction.
La dépendance de l'indice de réfraction avec la fréquence provient de la réponse des électrons en fonction de la fréquence.
A+