Introduction : L’arc en ciel provient de la décomposition de la lumière du soleil par les gouttelettes d’eau. Le soir, le soleil parait aplatie à l’horizon. Comment expliquer ces phénomènes qui ont en commun la réfraction de la lumière ?

I°) La réfraction de la lumière :

1°) Expérience (laser + cuve acec fluorescéine) : Lorsque le faisceau laser passe de l'air dans l'eau, il change de direction. 2°) Lois de la réfraction: i1: angle d'incidence i2: angle de réfraction. Le plan contenant le rayon incident et la normale à la surface est le plan d'incidence.

Première loi de Descartes: Le rayon incident et le rayon réfracté sont dans le plan d'incidence. Deuxième loi de Descartes: L’angle d'incidence et l’angle de réfraction sont liés par la relation:
|n1 [pic]sin i1=n2[pic]sin i2 avec |n1: indice de réfraction du milieu 1 |
| |n2: indice de réfraction du milieu 2 |

Remarques:

• L'indice de réfraction n d'un milieu transparent est supérieur ou égal à 1: (n>=1). • L'indice de réfraction de l'air est très peu différent de 1. Lorsque le rayon incident est dans l'air, on peut écrire: sin i=n.sin r car (nair =1)
II°) Dispersion de la lumière blanche par un prisme :

1°) Expérience

En passant à travers le prisme, la lumière blanche est décomposée en lumières colorées. On dit que le prisme décompose la lumière blanche. La figure colorée obtenue est appelé spectre.

III°) Réfraction de la lumière dans l’atmosphère terrestre : 1°) Mirages chaud : A la surface d’une route ou dans un désert, l’air près du sol est plus chaud que dans les niveaux supérieurs de l’atmosphère. Chaque couche d’air se comporte comme un milieu différent (………………………………..), et le trajet de la lumière se courbe (succession de réfraction) . L’observateur voit alors au niveau