Cours C o u rs lycee.hachette-education.com/pc/2de lycee.hachette-education.com/pc/2de La réfraction et la réflexion de la lumière Dispersion C ) permettent de décomposer un faisceau de lumière blanche en un faisceau comportant toutes les radiations VIDÉO DE COURS du violet au rouge (spectre D ). droite. Un étroit faisceau lumineux est appelé rayon lumineux. 1 Lorsqu’un rayon lumineux A a. Phénomène de dispersion Un prisme ou un réseau (photographies a. Propagation de la lumière 1 Dans un milieu transparent et homogène, la lumière se propage en ligne VIDÉO DE COURS La dispersion de la lumière blanche de la lumière Réfraction de la lumière a de la photographie A arrive à la frontière Réfraction et réflexion séparant deux milieux de propagation distincts, il peut : d’un faisceau monochromatique – changer de milieu (photographie A , rayon – rester dans le même milieu (photographie c A Deux systèmes dispersifs C ) ; , rayon a b b ). • La réfraction est le changement de direction de propagation d’un a rayon lumineux passant d’un milieu de propagation à un autre. b • La réflexion est le changement de direction de propagation d’un rayon a un prisme b un réseau lumineux atteignant la surface séparant deux milieux de propagation et c qui reste dans le premier milieu. La dispersion d’une lumière est la séparation des différentes radiations b. Lois de Snell-Descartes a rayon incident b rayon réfléchi c rayon réfracté qui composent cette lumière. Côté maths 2 p. 41 ×b=c×d a × b alors c = Si a par un prisme Surface Point d’incidence I 400 500 600 700 800 Longueur d’onde (nm) de séparation × sin i = n × sin i n × sin i alors n = 2 Rayon réfracté 1 sin i d’onde de la radiation qui le traverse. d’interpréter le phénomène de dispersion. i2 2 1 L’indice de réfraction d’un milieu dispersif dépend de la longueur L’application des lois de Snell-Descartes pour la réfraction permet alors Angle de réfraction de réfraction : 2 b. Interprétation du phénomène de dispersion n2 Application au calcul d’un indice 1 radiations du domaine du visible iR n1 Milieu 2 d 1 i1 Milieu 1 Longueurs d’onde des D Rayon réfléchi Angle Angle de d’ incidence réflexion Point maths Si n Normale à la surface de séparation Rayon incident Schématisation du phénomène E de dispersion par un prisme 2 Exemple Les diverses composantes colorées de la lumière blanche rencontrent la première face du prisme avec le même angle d’incidence i 1 (schéma E ). Le prisme étant un système dispersif, ces différentes composantes colorées sont Chaque angle est défini entre la normale et son rayon (et pas entre son réfractées avec des angles différents (schéma rayon et la surface de séparation). E ) et sont ainsi séparées les unes des autres. i2 rouge i1 Lois de Snell-Descartes pour la réfraction i2 violet • Le rayon incident et le rayon réfracté sont situés dans un même plan, Dans le cas du verre d’un prisme, l’indice de réfraction pour une lumière violette est supérieur à celui d’une lumière rouge. La seconde réfraction, à la sortie du prisme, accentue le phénomène. de part et d’autre de la normale, elle-même dans ce plan. • Les angles d’incidence i 1 et de réfraction i2 vérifient la relation : Le prisme est un système dispersif n B 1 × sin i = n × sin i 1 2 Explication : 2 n Indice de réfraction n pour quelques milieux Indice de réfraction du milieu 1 Indice de réfraction du milieu 2 air air n × sin i = × sin i = rouge Cette loi permet notamment de déterminer l’indice de réfraction d’un Milieu de Indice de propagation réfraction moyen Vide 1 (exactement) Air 1,00 Eau 1,33 Diamant 2,52 1 n rouge n violet × sin × sin est différent de n 2, rouge Chaque radiation est réfractée i 2, rouge 2, violet violet et i 2, violet avec un angle différent (loi i de Snell-Descartes). , donc sont différents. milieu. L’indice de réfraction d’un milieu est un nombre sans unité et caractéristique du milieu. Il est toujours supérieur ou égal à 1 (tableau B ). Lumière blanche Lois de Snell-Descartes pour la réflexion incidente La lumière blanche est composée de • Le rayon incident et le rayon réfléchi sont situés dans un même plan, L’indice de réfraction traduit des i 1 lumières colorées de part et d’autre de la normale, elle-même dans ce plan. changements de la valeur de la vitesse de la lumière quand celle-ci change de milieu de propagation. • Les angles d’incidence i 1 et de réflexion iR vérifient la relation : i 1 246 O = i La dispersion de la lumière blanche par un prisme est la séparation des différentes radiations de cette lumière lors de deux réfractions successives. R 14 1 Réfraction et réflexion dela lumière 247
