Réflexion et Réfraction

LOIS DE DESCARTES

Réflexion :
- Le rayon incident et la normale définissent le plan d'incidence. Le rayon réfléchi appartient au plan d'incidence.
- Soit i₁ l'angle d'incidence et r l'angle de réflexion: i₁=r

Réfraction :
- Le rayon incident et la normale définissent le plan d'incidence. Le rayon réfracté appartient au plan d'incidence.
- Soit i₁ l'angle d'incidence et i₂ l'angle de réfraction: n₁.sini₁=n₂.sinr

INCIDENCE CRITIQUE ET REFLEXION TOTALE

Le rayon réfléchi existe toujours.
En revanche, si le rayon passe d'un milieu 1 vers un mileu 2 moins réfringent (n₂<n₁), il existe un angle d'incidence critique i_c tel que: sini_c=n₂/n₁
Pour tout angle d'incidence supérieur à i_c, il y a réflexion totale.

FIBRE OPTIQUE A SAUT D'INDICE

Une fibre optique à saut d'indice est composée d'un coeur d'indice n_c entouré par une gaine d'indice n_g, telle que n_g<n_c. Un rayon lumineux se propage dans la fibre par réflexions totales successives sur le dioptre coeur-gaine.

Il faut savoir démontrer que la propoagation est possible si l'angle d'incidence a est tel que a < arcsin Ö(n_c²-n_g²)

PRISME

Les formules du prisme sont: A = r + r' et D = i + i' - A

La déviation D passe par un minimum lorsque r = r' = A/2. La déviation vaut alors: D_m = 2 arcsin(nsin(A/2)) - A

Cas particulier: prisme rectangle isocèle
L'angle A vaut 90° et les deux arêtes du prisme (AB et AC) ont la même longueur. Ce prisme peut être utilisé comme équerre optique si les rayons lumineux subissent une réflexion totale sur le dioptre AC.