ENSEIGNER
mardi 26 septembre 2017
icar Vesion anglaise

THEME: 2nde- Exploration de l'espace, messages de la lumière
  -  _ (Anciens programmes)  -  Physique

Modèle 1: Modèle de la réfraction : lois de Snell-Descartes

 

Lorsque la lumière passe d'un milieu à un autre (milieux transparents, c'est-à-dire laissant passer la lumière), elle peut changer de direction de propagation. La physique nomme ce phénomène le phénomène de réfraction.


A- Pour modéliser et étudier ce changement de direction, la physique utilise un vocabulaire bien particulier :

La surface de séparation entre deux milieux est appelé dioptre. Dans le cas du prisme, les faces d’entrée et de sortie sont des dioptres plans.
Les flux de lumière sont considérés suffisamment fins pour que l’on puisse les modéliser par des rayons lumineux.
Le rayon incident est le rayon lumineux avant la surface de séparation.
Le rayon réfracté est le rayon lumineux après la surface de séparation.
Le point d'incidence (noté I) est le point de la surface de séparation où arrive le rayon incident.
La droite normale (notée (N)) au point d'incidence est perpendiculaire en I à la suface de séparation. Elle sert de référence pour mesurer les angles.
L'angle d'incidence est l'angle entre la droite (N) et le rayon incident. On note cet angle i.
L'angle de réfraction est l'angle entre la droite (N) et le rayon réfracté. On le note r.

 B- Loi de Descartes relative à la réfraction

Lorsqu’un rayonnement monochromatique (que l’on peut représenter par un rayon lumineux) passe d’un milieu à un autre, le rayon incident et le rayon réfracté sont dans un plan perpendiculaire à la surface de séparation. Ce plan, qui contient donc la normale à la surface de séparation, est appelé plan d’incidence.
Les angles d’incidence et de réfraction sont tels que

n1 sin(i) = n2 sin(r),

n1 étant l’indice du milieu incident, n2 étant l’indice du milieu émergent.

Le phénomène de dispersion s’explique par le fait que la valeur des indices dépend de la longueur d’onde de la radiation. Un milieu dont l’indice dépend beaucoup de la longueur d’onde est qualifié de dispersif. L’air est un milieu très peu dispersif.