Réflexion totale interne à l'interface verre-air de classe de 1ère

Terminale Technologique · Physique-Chimie Terminale Technologique

À retenir

• Loi de Descartes : n_1 (i_1) = n_2 (i_2). • Condition 1 de réflexion totale : passer d'un milieu plus réfringent vers un milieu moins réfringent (n_1 > n_2). • Angle limite : (i_lim) = n_2/n_1. • Condition 2 de réflexion totale : angle d'incidence supérieur à l'angle limite (i_1 > i_lim). • Réflexion à 100\,\% sans aucune perte d'énergie réfractée.

Le cours

1. Lois de Snell-Descartes pour la réfraction À la traversée du dioptre plan séparant un milieu d'indice n_1 d'un milieu d'indice n_2, un rayon incident sous l'angle i_1 par rapport à la normale donne un rayon réfracté sous l'angle i_2 régi par : n_1 (i_1) = n_2 (i_2) Si le premier milieu est plus réfringent que le second (n_1 > n_2, par exemple du verre vers l'air), le rayon s'écarte de la normale (i_2 > i_1). 2. Angle limite et réflexion totale Lorsque l'angle de réfraction atteint sa valeur maximale théorique i_2 = 90^ (rayon rasant), l'angle d'incidence atteint l'angle critique limite i_lim : n_1 (i_lim) = n_2 (90^) = n_2 (i_lim) = n_2/n_1 • Si i_1 > i_lim : il n'y a plus aucun rayon réfracté. La lumière est réfléchie à 100\,\% dans le premier milieu : c'est la réflexion totale interne. • La réflexion totale est sans perte optique (contrairement aux miroirs métalliques qui absorbent toujours une fraction de l'intensité). 3. Principe du guidage de la lumière Ce phénomène est à la base du fonctionnement des fibres optiques, des prismes à réflexion totale des jumelles et des capteurs de pluie automobiles.

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