Chapitre 5 : dispersion et réfraction de la lumière
I Les lois de la réfraction :
1) Définition : A noter
· La réfraction est le changement de direction que subit un rayon lumineux quand il traverse la surface séparant deux milieux transparents différents.
· Une surface qui sépare deux milieux transparents différents est appelée dioptre.
· Le plan qui contient le rayon incident et la normale au dioptre est appelé plan d’incidence.
(Pratiquement tous les dessins seront réalisés dans ce plan)
Rq : Insister sur la notation des angles en lettres minuscules.
2) Les lois : A noter
· 1ère loi de Descartes de la réfraction :
Le rayon réfracté appartient au plan d’incidence.
· 2ème loi de Descartes :
Lorsqu’un rayon lumineux est réfracté à travers le dioptre séparant l’air d’un autre milieu transparent, les angles i1 et i2 qu’il forme avec la normale au dioptre vérifie : sin i = n*sin r n est une constante caractéristique du milieu (n>1) appelé son indice de réfraction par rapport à l’air.
Rq : L’indice d’un milieu est une grandeur sans unité.
On a vu que c était la vitesse de la lumière dans le vide, cela veut dire que dans un milieu, celle-ci doit être différente : on la note v.
Comme on a dit que l’indice d’un milieu était une grandeur sans unité, d’après vous quelle est l’expression de cette indice en fonction des deux vitesses vues précédemment ? v c n =
Dans quel milieu, la lumière va t-elle le moins vite ?
Milieu Indice (n)
Air, vide 1
Eau 1.33
Ethanol 1.36
Plexiglas 1.50
Verre 1.50
Diamant 2.42
=
dioptre i r
I : pt d’incidence
Classe de 2nd Chapitre 5
Physique
3) Conséquences : Etude des deux cas : schéma
· Quand un rayon arrive de l’air et se réfracte dans un milieu transparent quelconque, il se rapproche de la normale. · Inversement s’il arrive d’un milieu transparent quelconque et se réfracte dans l’air, il s’éloigne de la normale. II Dispersion de la lumière blanche par un prisme :
1) Expérience historique