Avez-vous déjà mis un crayon ou un stylo dans un verre d'eau? Si oui, avez-vous remarqué que l'objet semble être brisé en regardant hors de l'eau? L'ensemble se compose de deux moyens transparents (dans notre cas, nous considérons le air et L'eau) et l'interface entre eux s'appelle dioptrie. La forme de la surface de séparation entre les milieux, surface dioptrique, caractérise le type de dioptrie: plan, sphérique, cylindrique, etc.
A partir des moyennes air-eau d'un lac au repos par exemple, nous étudierons la formation d'images constituées d'un dioptrie plate. Initialement, l'objet de notre étude est immergé dans l'eau (moyens plus réfringents) et l'observateur est à l'extérieur, dans l'air (moins réfringents).
Nous savons que du poisson immergé des rayons de lumière émanent dans toutes les directions; on sait aussi que ces rayons sont réfractés à la surface de l'eau et atteignent les yeux de l'observateur. Parmi les infinis rayons de lumière qui proviennent du poisson, considérons les deux rayons mis en évidence dans la figure ci-dessous. Les rayons réfractés correspondants définissent une image virtuelle de l'objet.
L'image du poisson est définie comme virtuelle car elle est formée par l'intersection des prolongements des rayons réfractés. Assurez-vous que l'image est formée sur le même support que l'objet. Nous pouvons également voir que l'image et l'objet sont sur la même ligne droite perpendiculaire N par rapport à la surface dioptrique, donc l'image est formée plus près de la surface de l'eau.
Équation de Gauss pour Dioptro plat
La figure ci-dessus montre la profondeur apparente d'un poisson (point P'). Grâce à l'équation de Gauss, nous sommes en mesure de déterminer la profondeur apparente du poisson. L'équation qui donne cette possibilité est la suivante :
Dans la figure ci-dessus, nous avons :
- p est la distance du point P à la surface S
- p' est la distance du point P' à la surface S
- n est l'indice de réfraction absolu du milieu lumineux incident
- n' est l'indice de réfraction absolu du milieu d'émergence de la lumière, là où se trouve l'observateur.
Par Domitiano Marques
Diplômé en Physique