Loi de Snell-Descartes
La loi de Snell-Descartes est une loi de l'optique géométrique qui régit le comportement de la lumière lorsqu'elle passe d'un milieu à un autre. Elle permet de décrire la réfraction de la lumière, c'est-à-dire le changement de direction et de vitesse de la lumière lorsqu'elle passe d'un milieu à un autre.
Définition
Définition
Réfraction
La réfraction est le phénomène de déviation de la direction de propagation de la lumière lorsqu'elle traverse la surface de séparation entre deux milieux d'indices de réfraction différents.
Indice de réfraction
L'indice de réfraction d'un milieu est une grandeur physique qui décrit la manière dont la lumière se propage dans ce milieu. Il est généralement noté n et est défini comme le rapport de la vitesse de la lumière dans le vide (c) à la vitesse de la lumière dans le milieu (v).
Loi de Snell-Descartes
La loi de Snell-Descartes permet de calculer l'angle de réfraction d'un rayon lumineux lorsqu'il passe d'un milieu à un autre. Elle s'exprime mathématiquement par l'équation suivante :
n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)
où :
- n1 est l'indice de réfraction du premier milieu (milieu incident)
- n2 est l'indice de réfraction du second milieu (milieu réfracté)
- θ1 est l'angle d'incidence, c'est-à-dire l'angle formé entre la normale à la surface de séparation et le rayon incident
- θ2 est l'angle de réfraction, c'est-à-dire l'angle formé entre la normale à la surface de séparation et le rayon réfracté
La loi de Snell-Descartes permet donc de déterminer comment la lumière se réfracte en fonction des indices de réfraction des milieux et des angles d'incidence et de réfraction.
Exemple
Prenons un exemple : un rayon lumineux passe de l'air (n1 ≈ 1) au verre (n2 ≈ 1,5). Si l'angle d'incidence est de 30 degrés, nous pouvons utiliser la loi de Snell-Descartes pour calculer l'angle de réfraction.
n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)
1 * sin(30) = 1,5 * sin(θ2)
0,5 = 1,5 * sin(θ2)
sin(θ2) = 0,5 / 1,5 = 1/3
θ2 ≈ arcsin(1/3) ≈ 19,47 degrés
Ainsi, le rayon lumineux est réfracté avec un angle d'environ 19,47 degrés.
A retenir :
La loi de Snell-Descartes permet de décrire la réfraction de la lumière lorsqu'elle passe d'un milieu à un autre. Elle est utilisée pour calculer l'angle de réfraction en fonction des indices de réfraction des milieux et des angles d'incidence et de réfraction.
