Définition
Réfraction
La réfraction est le changement de direction que subit un rayon lumineux lorsqu'il passe d'un milieu transparent à un autre avec une densité différente, comme l'air à l'eau.
Réflexion
La réflexion est le rebondissement des rayons lumineux sur une surface réfléchissante telle qu'un miroir, ce qui renvoie la lumière vers sa source ou dans une autre direction.
Indice de réfraction
L'indice de réfraction est une mesure de la vitesse de la lumière dans un milieu par rapport à la vitesse de la lumière dans le vide. Il est noté généralement 'n'.
Les Lois de Descartes
Les lois de Descartes, aussi appelées lois de Snell-Descartes, décrivent la manière dont la lumière se comporte lors de la réfraction et de la réflexion. La première loi stipule que le rayon incident, le rayon réfléchi, le rayon réfracté et la normale sont tous dans le même plan. La deuxième loi est reliée à la réfraction et dit que le produit de l’indice de réfraction du milieu et du sinus de l’angle d’incidence est égal au produit de l’indice de réfraction du second milieu et du sinus de l’angle de réfraction : n1 * sin(i) = n2 * sin(r).
Phénomène de Réfraction
La réfraction de la lumière se produit lorsque celle-ci passe d'un milieu moins dense à un milieu plus dense (comme de l'air à l'eau) ou inversement. Cela change la vitesse de la lumière et dévie sa trajectoire. Un des effets visibles de la réfraction est le fait qu'un objet partiellement immergé dans l'eau, comme une paille dans un verre, semble brisé ou décalé au niveau de la surface de l'eau.
Conséquences de la Réfraction
Les conséquences de la réfraction sont multiples : elle est essentielle aux lentilles optiques utilisées dans les lunettes et les appareils photo pour focaliser la lumière. Elle est responsable du phénomène de la dispersion qui fait que les prismes peuvent décomposer la lumière blanche en ses couleurs constitutives. Cela explique également pourquoi le soleil apparaît aplati lors du coucher de soleil.
Réflexion de la Lumière
La réflexion de la lumière est couramment utilisée dans les miroirs où l'angle d'incidence est égal à l'angle de réflexion. Cela est le principe de base des miroirs plans qui créent une image virtuelle et symétrique de l'objet reflété. L’angle d'incidence et l'angle de réflexion sont mesurés par rapport à la normale à la surface au point d'incidence.
A retenir :
La réfraction et la réflexion sont deux phénomènes lumineux fondamentaux régis par les lois de Descartes. La réfraction concerne le changement de direction des rayons lumineux lorsqu’ils traversent différents milieux, menant à des applications dans l'optique comme les lentilles et les prismes. La réflexion est la base du fonctionnement des miroirs, exploitée pour créer des images réfléchies. Ensemble, ces phénomènes et leurs lois associées permettent de comprendre et de prédire le comportement de la lumière dans de nombreux contextes pratiques.
