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Réflexion et réfraction de la lumière, le prisme

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Comportement d’une onde en changeant de milieu

  • Une onde qui se propage d’un milieu à un autre subit plusieurs phénomènes simultanés.
  • La réflexion est le phénomène de retour d’une onde vers son milieu d’origine.
  • La réfraction est le changement de direction de propagation de l’onde dans le nouveau milieu transparent.
  • La diffusion est la mesure selon laquelle une onde peut être déviée dans de multiples directions en rencontrant un objet.
  • La diffraction est le comportement d’une onde lorsqu’elle rencontre un obstacle dont la taille est du même ordre de grandeur que la longueur d’onde.
  • L’indice de réfraction n=cvn=\dfrac{c}{v}
  • Les lois de réflexion de Snell-Descartes sont :
  • 1re loi : le rayon réfléchi se trouve dans le plan qui contient le rayon incident.
  • 2e loi : l’angle d’incidence a la même valeur absolue que l’angle réfléchi.
  • Les lois de réfraction de Snell-Descartes sont :
  • 1re loi : Le rayon réfracté est dans le même plan que le rayon incident.
  • 2e loi : L’angle de réfraction rr et l’angle incident ii vérifient l’égalité :

n×sin i=n×sin rn\times\sin\ i=n'\times \sin\ r

  • Il existe une valeur de ii que l’on appelle angle limite de réfraction, au-delà de laquelle le faisceau lumineux ne peut être réfracté. On parle dans ce cas de réflexion totale.
  • On calcule l’angle limite de la réflexion de la façon suivante : sinilimite=nn\sin i_{\text{limite}} =\dfrac{n'}{n}limite=nn

    Applications avec une onde électromagnétique  : la lumière

    • Dans un milieu dispersif, l’angle de réfraction est dépendant de la longueur d’onde, on parle alors de dispersion. On remarque que l’angle de déviation est inversement proportionnel à la longueur d’onde.