Lois de Snell-Descartes pour la réfraction de Seconde

Première générale Spé · Physique-Chimie Spé 1ère

À retenir

• Angles mesurés par rapport à la normale au dioptre. • Réflexion : angle de réflexion égal à l'angle d'incidence. • Réfraction : n_1 i_1 = n_2 i_2, avec n = c/v. • Vers un milieu plus réfringent, le rayon se rapproche de la normale.

Le cours

1. Vocabulaire de la réfraction La réfraction est le changement de direction de la lumière quand elle traverse la surface de séparation (le dioptre) entre deux milieux transparents d'indices différents. La normale est la droite perpendiculaire au dioptre au point d'incidence. L'angle d'incidence i_1 et l'angle de réfraction i_2 se mesurent par rapport à la normale, jamais par rapport à la surface. L'indice de réfraction d'un milieu vaut n = c/v 1 : air 1,00 ; eau 1,33 ; verre environ 1,5. 2. Les lois de Snell-Descartes Réflexion : le rayon réfléchi est symétrique du rayon incident par rapport à la normale (r = i_1). Réfraction : le rayon réfracté est dans le plan d'incidence (formé par le rayon incident et la normale), et : n_1 i_1 = n_2 i_2 Si n_2 > n_1 (par exemple de l'air vers l'eau), le rayon se rapproche de la normale. Si n_2 1, il n'y a plus de rayon réfracté : toute la lumière est réfléchie (réflexion totale, principe de la fibre optique). Un rayon arrivant selon la normale (i_1 = 0) n'est pas dévié. 3. Méthode 1. Tracer la normale et lire i_1 à partir d'elle (si l'angle est donné par rapport à la surface, prendre 90° - angle). 2. Écrire i_2 = n_1 i_1/n_2. 3. Calculer i_2 = (), calculatrice en mode degrés. 4. Contrôler le sens : plus proche de la normale si n_2 > n_1. 4. Attention La loi porte sur les sinus des angles, pas sur les angles eux-mêmes : écrire n_1 i_1 = n_2 i_2 est faux (c'est seulement une approximation pour de très petits angles).

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