Un crayon plongé dans un verre d’eau paraît cassé : la lumière a changé de direction.
www.ndolomath.comFiche de révision de Physique : « Les lois de la réfraction », proposée par ndolomath.comndolomath
Les lois de la réfraction
💡 Idée principale : quand la lumière passe d’un milieu transparent à un autre, elle change de direction : c’est la réfraction. La loi de Snell-Descartes relie les angles et les indices.
Étapes résumées
L’indice de réfraction : .
Loi : .
En entrant dans un milieu plus réfringent, le rayon se rapproche de la normale.
Le rayon réfracté est dans le plan d’incidence.
Le phénomène
1. De l’air vers l’eau
Le rayon change de direction à la surface de séparation.
Dans l’eau, il se rapproche de la normale : .
Le crayon paraît « brisé ».
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2. Quelques indices
Milieu
Indice n
vide, air
1,00
eau
1,33
verre
1,5
diamant
2,42
3. Comprendre : la lumière change de vitesse
La lumière va moins vite dans l’eau ou dans le verre que dans l’air. Quand elle passe obliquement d’un milieu à l’autre, ce changement de vitesse la fait dévier : c’est la réfraction. L’indice mesure ce ralentissement : plus il est grand, plus la lumière est lente et plus le rayon se rapproche de la normale.
La loi de Snell-Descartes
, indices des milieuxangle d’incidenceangle de réfraction
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Exemple guidé
Énoncé
Un rayon passe de l’air dans l’eau avec . Calcule .
Solution
. .
Calculer une déviation
Exercice type
Un rayon passe de l’air (n = 1,00) dans l’eau (n = 1,33) avec un angle d’incidence de 40°. Calcule l’angle de réfraction.
Solution : . . : le rayon se rapproche de la normale.
Milieu
Indice n
Vitesse (km/s)
Air
1,00
300 000
Eau
1,33
225 000
Verre
1,50
200 000
Diamant
2,42
124 000
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À toi de jouer
1. v = 2,25 × 10⁸ m/s dans l’eau. Calcule n.
2. En passant de l’air au verre, le rayon s’écarte-t-il de la normale ?
3. i1 = 0°. Que vaut i2 ?
Réponses : 1,33 · non, il s’en rapproche · 0°. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
Erreurs fréquentes
Les angles se mesurent toujours par rapport à la normale.
Mets ta calculatrice en degrés.
L’indice d’un milieu est toujours supérieur ou égal à 1.
Méthode
Repère le milieu 1 et le milieu 2, écris la loi, isole , puis utilise .
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