Angle critique
\( \sin(i_c) = \frac{n_2}{n_1} \)
Avec n₁ > n₂
Définition :
L'angle critique i_c est l'angle d'incidence pour lequel l'angle de réfraction devient 90°. Lorsque l'angle d'incidence dépasse l'angle critique, il y a réflexion totale de la lumière au lieu de réfraction.
Conditions :
n₁ > n₂ (milieu incident plus dense)
Exemple 1 :
Eau (n₁=1.33) → Air (n₂=1)
i_c = arcsin(1/1.33) ≈ 48.6°
i_c = arcsin(1/1.33) ≈ 48.6°
Exemple 2 :
Verre (n₁=1.5) → Air (n₂=1)
i_c = arcsin(1/1.5) ≈ 41.8°
i_c = arcsin(1/1.5) ≈ 41.8°
Conditions de réflexion totale
n₁ > n₂ (milieu incident plus dense)
i > i_c (angle incident > angle critique)
Lumière passe d'un milieu plus dense à un milieu moins dense
Tout le rayon est réfléchi (pas de réfraction)
Calcul de l'angle critique
i_c = arcsin(n₂/n₁)
i_c = arcsin(1/n) pour air
Exemple: eau-air → i_c = 48.6°
Exemple: verre-air → i_c = 41.8°
Phénomènes associés
Réflexion totale
Fibres optiques
Mirages
Diamants étincelants
Méthodes & Conseils
Vérifier que n₁ > n₂ avant d'appliquer la formule
Calculer l'angle critique pour identifier les conditions de réflexion totale
Comparer l'angle d'incidence à l'angle critique
Appliquer la loi de Snell-Descartes dans les cas limites
Observer les applications technologiques de la réflexion totale
Erreurs Fréquentes
Erreur 1 :
Appliquer la formule sans vérifier la condition n₁ > n₂
Erreur 2 :
Confondre l'angle critique avec l'angle de réfraction
Erreur 3 :
Croire que la réfraction est toujours possible
Applications
Fibres optiques :
Transmission de données à haute vitesse grâce à la réflexion totale
Endoscopie médicale :
Observation interne du corps humain avec fibres optiques
Télécommunications :
Internet haut débit par câbles à fibres optiques
