Réflexion et réfraction de la lumière : propagation, vitesse et loi de Snell-Descartes

La loi de la réfraction

Loi de Snell-Descartes

La lumière dévie lorsqu'elle passe d'un milieu transparent à un autre.

• Réfraction : changement de direction de la lumière à l'interface de deux milieux.
• Indice de réfraction $n$ : grandeur sans unité propre à chaque milieu (ex: $n_{air} = 1$).
• Formule : relation clé $n_1 \times \sin(i_1) = n_2 \times \sin(i_2)$.

Beispiel : Calcul de $i_2$ si $n_1=1$, $i_1=30°$ et $n_2=1,5$ : $\sin(i_2) = \frac{1 \times \sin(30°)}{1,5} \approx 0,33$ donc $i_2 \approx 19°$.

💡 Astuce : Mesure toujours les angles $i_1$ et $i_2$ par rapport à la normale (la perpendiculaire à la surface), jamais par rapport à la surface elle-même.

Propagation et Réflexion

Propagation et vitesse

La lumière se déplace selon des règles strictes dans son milieu.

• Ligne droite : trajectoire de la lumière dans un milieu homogène et transparent.
• Vitesse $C$ : vaut $3 \cdot 10^8 \text{ m/s}$ dans le vide et dans l'air.

Loi de la réflexion

Quand la lumière rebondit sur une surface sans changer de milieu.

• Égalité des angles : l'angle de réflexion $r$ est égal à l'angle d'incidence $i$ ($i = r$).
• Symétrie : le rayon réfléchi est le miroir du rayon incident par rapport à la normale.

💡 Astuce : Ne confonds pas réflexion (la lumière rebondit et reste dans le milieu 1) et réfraction (la lumière traverse et passe dans le milieu 2).