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Physique-chimie (spécialité) · Première

Modèles ondulatoire et particulaire de la lumière : fiche de 1re

Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • Le programme de Première présente deux modèles de la lumière, l'un ondulatoire et l'autre particulaire, après le modèle géométrique (rayons lumineux) 1.
  • Un modèle est une représentation choisie pour expliquer ou prévoir certains phénomènes : il ne dit pas « ce qu'est » la lumière en toutes circonstances.
  • Le modèle ondulatoire réutilise les grandeurs des ondes périodiques : période, fréquence, longueur d'onde, avec la relation λ=v×T\lambda = v \times T.
  • Tu dois savoir utiliser une échelle de fréquences ou de longueurs d'onde pour situer un domaine d'ondes 1.
  • Méthode : identifier la grandeur donnée, convertir les unités, appliquer la relation, puis comparer à l'échelle.

Ce que le programme attend

Tu connais déjà le modèle géométrique de la lumière : des rayons qui se propagent en ligne droite, utiles pour les lentilles et la formation des images. Le programme de Première ajoute ensuite deux autres représentations : un modèle ondulatoire et un modèle particulaire 1.

Le modèle ondulatoire : les outils

Parler d'ondes pour la lumière, c'est réutiliser ce que tu as vu sur les ondes progressives et les ondes périodiques : on décrit la lumière avec une période TT, une fréquence ff et une longueur d'onde λ\lambda.

Démonstration · Pourquoi $\lambda = v \times T$

En une période TT, l'onde avance d'une longueur d'onde λ\lambda, qui est sa période spatiale. Une distance parcourue à vitesse constante vaut v×v \times durée, donc λ=v×T\lambda = v \times T. Comme T=1/fT = 1/f, on obtient λ=v/f\lambda = v/f.

Le modèle particulaire : le principe de lecture

Le programme place le modèle particulaire à côté du modèle ondulatoire dans la même rubrique 1. Dans ce modèle, la lumière est un flux de photons : des particules sans masse qui transportent chacune l'énergie E=hνE = h\nu, souvent exprimée en électronvolts (1 eV=1,60×10−19 J1\ \text{eV} = 1{,}60 \times 10^{-19}\ \text{J}). Retiens l'idée de méthode : devant un énoncé, tu dois identifier quelle description il demande et utiliser les grandeurs qui vont avec, sans mélanger les vocabulaires.

Utiliser une échelle de fréquences ou de longueurs d'onde

Le programme demande d'utiliser une échelle de fréquences ou de longueurs d'onde pour situer des domaines d'ondes 1. Il s'agit de lire un axe et de convertir correctement les valeurs. Repère à connaître : dans le vide, le visible va d'environ 400 nm (violet) à 800 nm (rouge) ; en dessous se trouvent les ultraviolets, les rayons X et γ, au-dessus les infrarouges, les micro-ondes et les ondes radio.

Pièges et réflexes à l'épreuve

Questions flash

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  1. Dans l'ordre de présentation du programme de Première, quel modèle de la lumière précède les modèles ondulatoire et particulaire ?

  2. Une onde périodique se propage à v=3,0 m/sv = 3{,}0\ \text{m/s} avec une fréquence f=6,0 Hzf = 6{,}0\ \text{Hz}. Quelle est sa longueur d'onde (en m) ?

  3. À célérité constante, si la fréquence d'une onde double, la longueur d'onde est multipliée par 2.

  4. Quelle compétence est explicitement citée pour ce thème dans l'annexe du programme ?

Les questions qu'on se pose

La lumière est-elle une onde ou un ensemble de particules ?

Le programme ne demande pas de trancher : il présente deux modèles, l'un ondulatoire et l'autre particulaire 1. Un modèle est un outil adapté à certaines questions. Dans un exercice, ce qui compte est de nommer le modèle utilisé et de s'en tenir à son vocabulaire.

Comment passer d'une fréquence à une longueur d'onde ?

Avec λ=v/f\lambda = v/f, en utilisant la célérité vv de l'onde ; pour la lumière dans le vide, v=c=3,00×108v = c = 3{,}00 \times 10^{8} m/s. Convertis d'abord ff en hertz (1 THz = 101210^{12} Hz) et obtiens λ\lambda en mètres, puis convertis en nanomètres si l'échelle le demande.

Pourquoi lire une échelle de longueurs d'onde est-il au programme ?

Le programme demande de savoir utiliser une échelle de fréquences ou de longueurs d'onde pour repérer les domaines des ondes 1. C'est une compétence de lecture et de conversion : on te donne une valeur, tu la places et tu en tires une conclusion.

Sources

  1. Annexe au programme — Ondes et signaux, modèle ondulatoire et particulaire, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
  2. Ressources académiques — Physique-chimie Première : photographie et modèles de la lumière, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.

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