Réflexion - Réfraction I- Lois expérimentales Dioptre : surface de séparation de deux milieux...

Réflexion - Réfraction

I- Lois expérimentales

Dioptre : surface de séparation de deux milieux transparents d’indices différents.

Miroir : surface recouverte d’un dépôt métallique réfléchissant.

Un rayon arrive sur un dioptre :

Une partie de la lumière est réfléchie (rayon réfléchi)Une autre partie est réfracté (rayon réfracté)Mais dans un cas particulier : réflexion totale (pas de réfraction)

Un rayon arrive sur un miroir :

la lumière ne peut traverser la couche métallique, elle est presque entièrement réfléchi (rayon réfléchi)

chap1

•Le rayon réfléchi est dans le plan d’incidence.

•Le rayon réfléchi fait un angle i2 avec la N, tel que: r =-i1•En valeur absolue: r =i1

N

i1 r

1)- loi de réflexion

2)- loi de réfraction

•Le rayon réfracté est dans le plan d’incidence.•Le rayon réfracté fait un angle i2 avec N, tel que:

)sin()sin( 2211 inin

N

n1

n2

Onde monochromatiquen1<n2

i1

i2

i1

En résumé :

Lois de DESCARTES • 1ère loi : le rayon réfléchi et le rayon réfracté sont dans le

plan d’incidence.

• 2ème loi : les angles d’incidence et de réflexion sont égaux et de sens contraire : r =-i1

• 3ème loi : pour chaque lumière monochromatique, les sinus des angles d’incidence et de réfraction sont liés par la relation : n1 sin i1 = n2 sini2

3)- Etude du cas n1 < n2

Quand i1=/2, i2=i2l = arcsin(n1/n2) avec n1<n2

4)- Etude du cas n1> n2

Diamant

Lustre à cristal

Dispersif + réflexions multiples

i1l = arcsin (n2/n1). I1l=48° eau/air

I1l=41° verre/air

I1l=24° Diamant/air

Réflexion totale

on' a n1>n2

Quand i1 atteint la valeur i1l i2=/2

I1l= arcsin(n2/n1)

Pas de réfraction réflexion totale

1

2

Mirage

Explications de quelques phénomènes naturels

n croissant

n croissant

Route, sable,…

Eau froide,…

kn 1)(

Arc en Ciel

Dispersion de la lumière

2)(

B

An

Un autre exemple de la dispersion : Prisme.

rni sinsin 'sin'sin rni

Arr '

AiiD '

r’ > il

couleur (Å) n D

Rouge 7681 1,6177 52,10°

Jaune 6563 1,6236 52,59°

verte 5893 1,6289 53,03°

bleue 4861 1,6417 54,10°

violette 4340 1,6519 54,96°

2)(

B

An

A=1,6017

B=945720 Å2

Si i = 70°