Lois de Snell-Descartes

| Remarques : L’indice d’un milieu transparent et homogène est toujours supérieur ou égale à 1. L’indice de réfraction d’un milieu transparent est un nombre sans unité. Avec 3 chiffres significatifs, nair = 1,00 . Lois de Snell-Descartes : Première loi Le rayon incident, le rayon réfracté et la normale à la surface de séparation sont dans le même plan ; ce plan est appelé plan incidence. Deuxième loi Lorsqu’un rayon de lumière passe d’un milieu transparent 1,

..................................................................................... Dioptres et miroirs....................................................................................................................... Lois de Snell-Descartes en milieu homogène. Lois de Kepler ............................................. Principe de Fermat ...................................................................................................................... Propagation de rayons lumineux en

de la lumière dans l’atmosphère TP : Loi de Snell-Descartes sur la réfraction I- Réfraction de la lumière : Définition : La réfraction est le changement de direction de propagation d’un faisceau lumineux passant d’un milieu de propagation à un autre. Schématisation : Le plan défini par le rayon incident et la normale est le plan d’incidence. Le dioptre est la surface de séparation des deux milieux transparents. Lois de Snell-Descartes : (début du XVIIème siècle) - 1ère loi : Le rayon

de réfraction : «  n  ». L'indice de réfraction dans un milieu homogène et transparent c'est le rapport des vitesses de la lumière dans le vide et dans le milieu considéré ( n= c/v ) → n vide= 1,00 ; n eau = 1,33 ; n plexiglas = 1,50 3 Lois Snell – Descartes 1 loi : Le rayon réfracté est dans le plan d'incidence définit par le rayon incident et à normale au dioptre. 2 loi : Le rayon incident et le rayon réfracté sont situés de part et d'autre de la normale au dioptre. 3 loi : Les angles

diffuse suivant la nature de l'interface. Dans notre laboratoire, la lumière fut spéculaire car elle se dirigeait vers une seule direction.L'energie du rayon va se retrouver dans le rayon réflechi.La réflexion en optique géométrique obéit aux lois de Snell-Descartes[->4]. Le rayon lumineux incident est celui avant avoir rencontré le mirroir, il est dit réfléchi après. Les angles formés sont isométriques. Ces deux rayons se trouvent dans ce que l'on appelle le plan d'incidence Conclusion: Les deux

de quel angle d’incidence limite noté ilim n’observe-t-on plus de faisceau réfracté ? Qu’advient-il alors du rayon incident ? Quel que soit i1 < ilim, comparer les valeurs de i1 et de i2. Rappeler les lois de Snell-Descartes pour la réfraction. En utilisant la deuxième loi de Snell-Descartes pour la réfraction, calculer la valeur de l’angle limite d’incidence il pour lequel l’angle de réfraction est maximal. On réalisera un schéma. Données : indice de l’air : nair = 1,0 ; Indice du plexiglas :

elle dépend de la longueur d’onde mais aussi des caractéristiques du milieu. Enoncé des lois de Snell-Descartes : - Les rayons incident et réfracté sont de part et d’autre de la normale. - Les rayons incident et réfléchi sont de part et d’autre de la normale. - Les angles d’incidence et de réflexion sont toujours égaux. - Les angles d’incidence et de réfraction sont toujours différents. Les lois de Snell-Descartes ne sont applicables que lorsque n1 et n2 sont différents, or le cas pour lequel n1 et

pas donné lieu à une activité spécifique. Ils ont en revanche fait l’objet d’un questionnement lors de l’étude expérimentale de la réflexion totale. La réfraction et la réflexion totale ne sont introduites que très qualitativement, la loi de Snell-Descartes n’étant énoncée que dans le thème Univers (chapitre 15). Nous avons limité le phénomène au cas où l’air est l’un des deux milieux, puisque l’application qui semble dédiée est celle du guidage de la lumière dans les fibres optiques constituant

graphique de l’image d’un objet . . . . . . . 2.5.3 Tracé d’un rayon quelconque . . . . . . . . . . . . . . . 2.6 Approche quantitative – Formules de conjugaison . . . . . . 2.6.1 Formule de Descartes avec origine au sommet . . . . 2.6.2 Formule de Newton avec origine au centre . . . . . . . 2.6.3 Formule de Descartes avec origine au sommet . . . . 2 2 3 4 4 4 5 5 6 6 8 8 9 9 9 10 10 11 11 13 14 14 14 15 15 15 16 18 19 19 19 20 20 20 21 21 22 1/22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

l’essentiel du travail consiste à dessiner des figures claires. Objectifs - Connaître le modèle du rayon lumineux. - Connaître et pouvoir justifier la limite de validité de l’optique géométrique. - Savoir énoncer précisément les lois de Snell-Descartes et savoir les appliquer. - Pouvoir déterminer les angles de réfraction limite (à l’entrée dans un milieu plus réfringent) et de réflexion totale (à l’entrée dans un milieu moins réfringent). La lumière 1.1 La dualité onde-corpuscule