Angle d'incidence : Angle entre le rayon incident et la normale à la surface réfléchissante.
Tracer une droite horizontale représentant le miroir plan.
Tracer une droite perpendiculaire à la surface au point d'incidence.
À partir de la normale, mesurer un angle de 30° vers le rayon incident.
Tracer le rayon lumineux depuis le haut vers le point d'incidence.
Confirmer que l'angle entre le rayon incident et la normale est bien 30°.
Le rayon incident est tracé avec un angle de 30° par rapport à la normale. Il est dirigé vers le point d'incidence sur le miroir.
• Normale : Perpendiculaire à la surface au point d'incidence
• Angle d'incidence : Mesuré entre le rayon incident et la normale
• Construction : Respecter la perpendicularité pour la normale
Première loi de la réflexion : L'angle d'incidence est égal à l'angle de réflexion (θᵢ = θᵣ).
θᵢ = 45°
θᵢ = θᵣ
θᵣ = θᵢ = 45°
Le rayon incident et réfléchi sont symétriques par rapport à la normale.
θᵣ = 45° par rapport à la normale, du côté opposé au rayon incident.
L'angle de réflexion est de 45°, égal à l'angle d'incidence selon la première loi de la réflexion.
• Première loi : θᵢ = θᵣ
• Angles : Mesurés par rapport à la normale
• Symétrie : Rayon incident et réfléchi symétriques par rapport à la normale
Angle entre rayons : Somme des angles d'incidence et de réflexion.
θᵢ = 25°
θᵣ = θᵢ = 25° (première loi de la réflexion)
Angle entre rayon incident et rayon réfléchi = θᵢ + θᵣ = 25° + 25° = 50°
Le rayon incident et le rayon réfléchi forment un angle de 50° par rapport à la normale.
Angle entre rayons = 2 × θᵢ = 2 × θᵣ
L'angle entre le rayon incident et le rayon réfléchi est de 50°.
• Formule : Angle entre rayons = θᵢ + θᵣ = 2 × θᵢ
• Loi de la réflexion : θᵢ = θᵣ
• Symétrie : Les rayons sont symétriques par rapport à la normale
Image dans un miroir plan : Image virtuelle formée par le prolongement des rayons réfléchis.
La lumière émise par l'objet (vous) se propage en ligne droite.
La lumière atteint le miroir et est réfléchie selon les lois de la réflexion.
Les rayons réfléchis semblent provenir d'un point derrière le miroir.
L'œil perçoit l'image comme si la lumière venait de derrière le miroir.
Image virtuelle, droite, de même taille, située à la même distance derrière le miroir.
On voit son reflet dans un miroir plan parce que la lumière émise par l'objet est réfléchie selon les lois de la réflexion, et les rayons réfléchis semblent provenir d'une image située derrière le miroir.
• Propagation rectiligne : La lumière se propage en ligne droite
• Lois de la réflexion : θᵢ = θᵣ
• Image virtuelle : Semble provenir d'un point derrière le miroir
Télescope réflecteur : Utilise un miroir concave pour collecter et focaliser la lumière.
Un miroir concave (parabolique) collecte la lumière des objets célestes lointains.
La lumière est réfléchie selon θᵢ = θᵣ, convergeant vers le foyer du miroir.
Une image réelle est formée au foyer du miroir principal.
Un petit miroir plan redirige la lumière vers l'oculaire.
L'oculaire agrandit l'image formée par le miroir principal.
Un télescope à miroir utilise la réflexion de la lumière selon les lois de la réflexion. Le miroir principal collecte et focalise la lumière, qui est ensuite redirigée vers l'oculaire pour observation.
• Réflexion : θᵢ = θᵣ pour le miroir parabolique
• Convergence : Miroir concave focalise les rayons parallèles
• Applications : Astronomie, observation céleste
Image dans un miroir plan : L'image est située à la même distance derrière le miroir que l'objet est devant.
Distance objet-miroir = 15 cm
Pour un miroir plan, distance image-miroir = distance objet-miroir
Distance image-miroir = 15 cm
L'image est virtuelle et située à 15 cm derrière le miroir.
Image virtuelle, droite, de même taille, symétrique par rapport au miroir.
L'image se trouve à 15 cm derrière le miroir plan, à la même distance que l'objet est devant le miroir.
• Miroir plan : Distance image = Distance objet
• Image virtuelle : Située derrière le miroir
• Symétrie : Image symétrique de l'objet par rapport au miroir
Angle par rapport à la surface : L'angle d'incidence est mesuré par rapport à la normale, pas à la surface.
L'angle de 60° est mesuré par rapport à la surface du miroir (pas à la normale).
Angle d'incidence = 90° - 60° = 30° (car la normale est perpendiculaire à la surface)
θᵣ = θᵢ = 30°
Angle rayon réfléchi/surface = 90° - 30° = 60°
Les angles par rapport à la surface sont égaux : 60° = 60°
L'angle de réflexion est de 30° par rapport à la normale, soit 60° par rapport à la surface du miroir.
• Normale : Perpendiculaire à la surface (90°)
• Angle incidence : Mesuré par rapport à la normale
• Loi de la réflexion : θᵢ = θᵣ
Réflexion spéculaire : Réflexion régulière sur une surface lisse. Réflexion diffuse : Sur une surface rugueuse.
Surface parfaitement plane à l'échelle microscopique.
Tous les rayons incidents sont réfléchis dans la même direction selon θᵢ = θᵣ.
Surface avec de nombreuses irrégularités à l'échelle microscopique.
Chaque point de la surface a une normale différente, donc les rayons sont réfléchis dans différentes directions.
Miroir : image nette (réflexion spéculaire). Surface rugueuse : lumière dispersée (réflexion diffuse).
Un miroir réfléchit mieux qu'une surface rugueuse car sa surface est lisse, permettant une réflexion spéculaire régulière selon les lois de la réflexion, contrairement à la réflexion diffuse sur une surface rugueuse.
• Réflexion spéculaire : Sur surface lisse, θᵢ = θᵣ uniformément
• Réflexion diffuse : Sur surface rugueuse, rayons dispersés
• Qualité de réflexion : Dépend de la régularité de la surface
Faisceau laser : Rayon lumineux cohérent, monochromatique et directif.
Faisceau très directif, intense, monochromatique et cohérent.
Miroirs de haute qualité pour diriger le faisceau sans perte d'intensité.
Le faisceau est réfléchi selon θᵢ = θᵣ avec grande précision.
Miroirs pour créer des cavités laser, rediriger les faisceaux, former des interférences.
Mesures de précision, communications optiques, chirurgie laser, holographie.
Les miroirs sont utilisés dans les expériences laser pour diriger précisément les faisceaux selon les lois de la réflexion, permettant des configurations optiques complexes avec maintien de la qualité du faisceau.
• Précision : θᵢ = θᵣ avec grande exactitude
• Qualité : Miroirs spéciaux pour minimiser les pertes
• Applications : Mesures, communications, chirurgie, recherche
Coin de Fresnel : Système de deux miroirs plans formant un angle de 90° entre eux.
Deux miroirs plans perpendiculaires formant un angle de 90°.
Le rayon réfléchi est parallèle au rayon incident quelle que soit la direction d'incidence.
Deux réflexions successives selon les lois de la réflexion avec un angle total de 180°.
Angulomètres, télémètres, systèmes de visée, rétroreflecteurs.
Combinaison de plusieurs coins de Fresnel pour renvoyer la lumière dans la direction d'origine.
Le coin de Fresnel est formé de deux miroirs à 90° qui renvoient le rayon incident parallèlement à lui-même selon les lois de la réflexion. Il est utilisé dans les rétroreflecteurs, télémètres et systèmes de visée.
• Structure : Deux miroirs à 90°
• Propriété : Rayon réfléchi parallèle au rayon incident
• Applications : Rétroreflecteurs, mesures de distance, visée
