La lumière se propage rectilignement dans un milieu homogène. II. Réfraction d’un rayon de lumière à l’interface de deux milieux transparents : La lumière se propage rectilignement dans un milieu homogène. Au passage d’un milieu à un autre, elle subit une déviation : c’est le phénomène de réfraction.

I. Lumières et longueurs d’onde : analogie onde à la surface de l’eau et lumière Propagation d’une onde à la surface de l’eau l l Propagation d’ondes lumineuses l l

La lumière peut être modélisée par une onde électromagnétique qui se propage ; elle ne nécessite cependant pas de support de propagation et peut se propager dans le vide. Une onde est caractérisée par sa longueur d’onde λ (distance entre chaque vague).

10-14 102 1 10-2 10-4 10-6 10-8 10-10 10-12 106 104  (m) Rayons  Rayons X U.V. Lumière visible I.R. Ondes hertziennes (pm) (nm) (mm) (m) Micro ondes Ondes radio Ondes lumineuses (km) (m) 400nm 700nm 500nm 600nm

n1 n2 > n1

La vitesse de propagation d’une onde à travers un certain milieu est définie de façon suivante : où vvide est la vitesse de la lumière dans le vide nmilieu est l’indice de réfraction,caractéristique du milieu faible

Remarque importante : c’est dans le vide que la vitesse de la lumière se propage le plus rapidement. Il n’existe pas de valeur plus élevée que c =3,0.108m/s.   En conséquence : L’indice de réfraction d’un milieu autre que le vide est toujours plus grand que 1,0.

Comprendre la réfraction La réfraction est due à un changement de vitesse de la lumière du passage d’un milieu à un autre. Imaginons une plage vue de dessus ; un maître nageur et une personne en difficulté. Quel chemin le maître nageur doit-il suivre pour arriver le plus rapidement auprès de la personne en difficulté, sachant qu’aujourd’hui, il court plus vite qu’il ne nage ? Trois possibilités : Ce n’est donc pas le chemin le plus court en distance qui est le plus court en temps ! Le maître nageur doit suivre un trajet qui n’est pas rectiligne ; il en est de même pour la lumière qui est déviée (réfractée) au passage d’un milieu à un autre. La plage L’océan

dorénavant, pour se repérer, on appellera : air eau Normale à l’interface i r Remarque : dorénavant, pour se repérer, on appellera : i : angle d’incidence r : angle de réfraction Plus la vitesse de l’onde augmente, plus le rayon se rapproche de la normale.