Propagation de la lumière
\( v = \frac{c}{n} \)
Vitesse dans un milieu d'indice n
Caractéristiques de la propagation :
• Rectiligne dans un milieu homogène
• Vitesse dépend de l'indice optique
• Inversement proportionnelle à n
• c = 3.0×10⁸ m/s dans le vide
• Vitesse dépend de l'indice optique
• Inversement proportionnelle à n
• c = 3.0×10⁸ m/s dans le vide
Indices optiques :
Air : n ≈ 1
Eau : n = 1.33
Verre : n = 1.5
Diamant : n = 2.42
Eau : n = 1.33
Verre : n = 1.5
Diamant : n = 2.42
Lois de Snell-Descartes
\( n_1 \sin \theta_1 = n_2 \sin \theta_2 \)
Réfraction
Rayon incident, réfléchi et réfracté
Angles mesurés par rapport à la normale
i₁ = i₂ (réflexion)
n₁sin(i₁) = n₂sin(i₂) (réfraction)
Conditions aux limites
Réflexion totale
Applications et exemples
\( \sin i_L = \frac{n_2}{n_1} \)
Angle limite (n₂ < n₁)
Lentilles optiques
Fibres optiques
Lunettes correctrices
Microscopes
Effet mirage
Erreurs Fréquentes
Erreur 1 :
Confondre angles incident et réfracté
Erreur 2 :
Oublier que les angles sont mesurés par rapport à la normale
Erreur 3 :
Ne pas vérifier la condition de réflexion totale
Méthodes & Conseils
Identifier les milieux traversés
Repérer la normale au dioptre
Appliquer les lois de Descartes
Vérifier la cohérence des angles
Exemples concrets
Air → Eau (i₁ = 45°) :
sin(i₂) = (1×sin(45°))/1.33 = 0.532 ⇒ i₂ ≈ 32°
Verre → Air (i₁ = 42°) :
iₗ = arcsin(1/1.5) ≈ 41.8° ⇒ réflexion totale
Fibre optique :
Réflexion totale pour guider la lumière
Points clés à retenir
La lumière se propage en ligne droite
Les angles sont mesurés par rapport à la normale
Réflexion totale possible pour n₂ < n₁
