Lois de la réfraction
\( n_1 \sin(i_1) = n_2 \sin(i_2) \)
Loi de Snell-Descartes
Définition :
Lorsque la lumière traverse la surface de séparation entre deux milieux transparents d'indices différents, elle change de direction. La loi de Snell-Descartes établit la relation entre les angles d'incidence et de réfraction et les indices des milieux.
Rayons lumineux :
Air → ||||| → Verre (n₁ < n₂)
Exemple 1 :
Air (n₁=1) → Eau (n₂=1.33)
Si i₁ = 45°, alors i₂ ≈ 32°
Si i₁ = 45°, alors i₂ ≈ 32°
Exemple 2 :
Verre (n₂=1.5) → Air (n₁=1)
i₂ > i₁ (rayon s'éloigne de la normale)
i₂ > i₁ (rayon s'éloigne de la normale)
Loi de Snell-Descartes
n₁ sin(i₁) = n₂ sin(i₂)
Rayons et normale coplanaires
n = indice de réfraction
i = angle par rapport à la normale
Indices de réfraction
Vide : n = 1 (exactement)
Air : n ≈ 1.0003
Eau : n = 1.33
Verre : n = 1.50
Diamant : n = 2.42
Comportements particuliers
Angle limite (réflexion totale)
i_c = arcsin(n₁/n₂) pour n₁ < n₂
Dispersion chromatique
n dépend de λ (couleur)
Méthodes & Conseils
Identifier les deux milieux et leurs indices
Tracer la normale au point d'incidence
Appliquer la loi de Snell-Descartes
Calculer les sinus des angles
Observer la déviation dans des milieux différents
Erreurs Fréquentes
Erreur 1 :
Confondre les indices n₁ et n₂
Erreur 2 :
Oublier que les angles sont par rapport à la normale
Erreur 3 :
Appliquer la loi sans respecter la convention des angles
Applications
Lentilles optiques :
Convergence et divergence des rayons lumineux
Fibres optiques :
Réflexion totale interne pour guider la lumière
Arc-en-ciel :
Réfraction et dispersion dans les gouttes d'eau
