Réfractiondonnelumière est le phénomène qui consiste dans le changement de vitesse de propagation de l'onde électromagnétique lorsqu'elle traverse différents supports optiques. Pendant le réfraction, la longueur de vague de lumière change, tandis que votre la fréquence restes constant. La réfraction peut être accompagnée ou non d'un monnaieàdirection de la propagation de la lumière.
Voirégalement:Les phénomènes optiques les plus étonnants de la nature
Introduction à la réfraction de la lumière
LES réfraction se produit lorsque la lumière traverse l'interface entre deux supports optiques et transparents, comme l'air et l'eau. Lorsque cela se produit, le rapiditédanspropagationdonnelumièrechangements, puisque cette vitesse dépend d'une caractéristique de chaque milieu optique appelée indicedansréfractionabsolu.
L'indice de réfraction absolu est un grandeuradimensionnelle, c'est-à-dire une quantité qui n'a pas d'unité de mesure, calculée par le rapport entre le
vitesse de la lumière dans le vide et la vitesse de la lumière dans ce milieu.
non - indice de réfraction
ç – vitesse de la lumière dans le vide (c ≈ 3.0.108 Mme)
v - vitesse de la lumière au milieu (m/s)
Plus l'indice de réfraction d'un milieu est élevé, plus la vitesse à laquelle la lumièresise propage à l'intérieur, en d'autres termes, nous disons que le milieu est plus réfringent. Comme il n'y a pas de milieu optique dans lequel la lumière voyage plus vite que dans le vide, l'indice de réfraction absolu est toujours supérieur ou égal à 1.
Vérifiez l'indice de réfraction de certains supports optiques connus dans le tableau ci-dessous :
support optique |
Indice de réfraction |
Air atmosphérique (25°C) |
1,00029 |
Eau (25°C) |
1,33 |
Alcool éthylique |
1,36 |
sel de table |
1,54 |
glycérine |
1,90 |
Acrylique |
1,49 |
diamant |
2,42 |
Lire aussi: Découvertes physiques qui se sont produites par accident
Ne vous arrêtez pas maintenant... Y'a plus après la pub ;)
La réfraction de la lumière et ses propriétés
LES réfractiondonnelumière se produit toujours lorsque le indice de réfraction relatif entre deux moyens est différentde 1. La formule de l'indice de réfraction relative est indiquée ci-dessous, note :
non1,2 – indice de réfraction relatif des milieux 1 et 2 ;
non1 et pas2 – indice de réfraction du milieu source de lumière et du milieu de destination de la lumière, respectivement;
v1 et toi2 – vitesse de propagation de la lumière dans le milieu dans lequel la lumière émerge et plonge respectivement.
Contrairement à l'indice de réfraction absolu, qui mesure la relation entre la vitesse de la lumière dans ce milieu et la vitesse de la lumière dans le vide, le L'indice de réfraction relatif mesure la relation entre la vitesse de propagation de la lumière dans les deux milieux et, par conséquent, il peut prendre des valeurs supérieur ou inférieur à 1.
Le changement de vitesse de la lumière passant du milieu 1 au milieu 2 peut provoquer l'apparition d'un déplacement latéral du faisceau lumineux. Ce changement se produit si le rayon lumineux en question frappe perpendiculairement à la surface (90º), dans le même sens que le droitnormal au plan. La ligne normale, à son tour, est utilisée comme référence pour les mesures de la angles d'incidence et réfraction, comme le montre la figure suivante :
θje etr – angles d'incidence et de réfraction
non1 et pas2– indice de réfraction des milieux 1 et 2
Un autre fait important concernant la réfraction de la lumière concerne la dépendance entre le indice de réfraction et le fréquence lumineuse incident. La variation de la vitesse de la lumière dépend, entre autres facteurs, de la "couleur" de la lumière: plus la fréquence de l'onde lumineuse est élevée, plus l'indice de réfraction absolu du milieu est faible. C'est pourquoi la lumière blanche éparpillé en plusieurs bandes colorées lors du passage dans un prisme: chacun de ses composants a un indice de réfraction spécifique et cela fait subir à chacun d'eux un changement de direction spécifique. Envie de mieux comprendre les différentes fréquences de la lumière? Accédez à notre texte: spectre électromagnétique.
Lois de la réfraction
Une fois que nous connaissons les principaux concepts de la réfraction, nous pouvons comprendre comment le lois de la réfraction:
→ 1ère loi de réfraction
LES première loi de réfraction déclare que le Rayons de lumièreincident et réfracté, ainsi que la ligne normale, sont droites coplanaire, c'est-à-dire qu'ils doivent être contenus dans le même plan.
→ 2ème loi de réfraction - Loi de Snell-Descartes
LES deuxième loi de réfraction, aussi connu sous le nom Loi de Snell-Descartes, est utilisé pour calculer le Deviationangulaire subi par le rayon de lumière réfracté. Selon cette loi, le rapport entre les sinus des angles d'incidence et de réfraction est égal au rapport entre les vitesses de la lumière dans les milieux incident et réfracté, respectivement. La formule de la 2e loi de réfraction est indiquée ci-dessous, note :
Exercices résolus sur la réfraction de la lumière
Question 1) Déterminer l'indice de réfraction absolu d'un milieu optique dans lequel la lumière se propage à une vitesse de 2.4.108 Mme.
Données: c = 3.0.108 Mme
a) 1,75
b) 1,50
c) 1,25
d) 2,50
e) 1,45
Retour: Lettre C. Pour résoudre l'exercice, utilisons la formule de l'indice de réfraction absolu :
Question 2) Rayon lumineux provenant d'un milieu dans lequel sa vitesse de propagation est de 1,5.108 m/s tombe sur l'interface d'un autre support optique, dans lequel la lumière se propage à une vitesse de 2.0.108 Mme. Calculer l'indice de réfraction relatif entre ces supports optiques.
a) 1,33
b) 1,40
c) 0,72
d) 2,57
e) 0,63
Retour: Lettre a. Nous utiliserons la formule de l'indice de réfraction relatif :
Par Rafael Hellerbrock
Professeur de physique
Souhaitez-vous référencer ce texte dans un travail scolaire ou académique? Voir:
HELERBROCK, Rafael. "Réfraction de la lumière"; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-refracao-luz.htm. Consulté le 27 juin 2021.
