Lois de Snell-Descartes et indice de réfraction

Les lois de Snell-Descartes décrivent le comportement de la lumière lorsqu'elle passe d'un milieu à un autre. Ces lois sont fondamentales pour comprendre la réflexion et la réfraction de la lumière.

Définition: L'indice de réfraction (n) est une grandeur sans unité qui caractérise la propagation de la lumière dans un milieu transparent.

L'indice de réfraction est défini par la formule :

n = c / v

où c est la vitesse de la lumière dans le vide (3,00 x 10^8 m/s) et v est la vitesse de la lumière dans le milieu considéré.

Exemple: Indices de réfraction de quelques milieux :

• Air : n ≈ 1
• Eau : n ≈ 1,333
• Verre : n ≈ 1,5

Les lois de Snell-Descartes pour la réflexion et la réfraction sont :

1. Le rayon réfracté et le rayon réfléchi sont dans le plan d'incidence.
2. L'angle d'incidence est égal à l'angle de réflexion.
3. Les angles d'incidence et de réfraction sont liés par la relation :

n₁ sin i₁ = n₂ sin i₂

où n₁ et n₂ sont les indices de réfraction des deux milieux, i₁ est l'angle d'incidence et i₂ est l'angle de réfraction.

Schéma propagation de la lumière: Le schéma montre un rayon incident arrivant sur une surface de séparation entre deux milieux. Le rayon incident, le rayon réfléchi et le rayon réfracté sont représentés, ainsi que la normale à la surface.

Highlight: La compréhension des lois de Snell-Descartes est essentielle pour expliquer de nombreux phénomènes optiques, tels que la formation d'arcs-en-ciel ou le fonctionnement des fibres optiques.