Loi de Snell-Descartes de la réfraction

 

• Quelques définitions
• Expression de la loi de Snell-Descartes
• Utilisation de la loi de Snell-Descartes
• Cas particuliers de la loi de Snell-Descartes

Rappel:
La réfraction est la déviation de la lumière lorsque celle-ci change de milieu, lorsqu'elle passe d'un milieu transparent d'indice de réfraction n₁ à un autre milieu transparent d'indice de réfraction différent n₂
 

Quelques définitions

Réfraction lors du passage de la lumière d'un milieu 1 d'indice de réfraction n₁ à un milieu 2 d'indice de réfraction n₂:

• Le rayon incident est le rayon lumineux se propageant dans le premier milieu avant de subir la réfraction
• Le rayon réfracté est le rayon lumineux se propageant dans le deuxième milieu après avoir traversé la surface de séparation.
• La surface de séparation des milieux est la surface de contact entre les deux milieux
• Le point d'incidence et le point de la surface de séparation des milieux atteint par le rayon réfracté
• La normale est la droite (en pointillés sur le schéma) perpendiculaire à la surface de séparation des milieux et passant par le point d'incidence
• L'angle d'incidence  i₁ est l'angle entre le rayon incident et la normale
• L'angle de réfraction i₂ est l'angle entre le rayon réfracté et la normale

Expression de la loi de Snell-Descartes

Lorsqu'un rayon lumineux passe d'un milieu 1 d'indice de réfraction n₁ à un milieu 2 d'indice de réfraction n₂ alors le rayon incident et le rayon réfracté appartiennent au même plan et la relation entre l'angle d'incidence i₁ et l'angle d'incidence i₂ est donnée par la loi de Snell-Descartes :

  n₁ x sin  (i₁) = n₂ x sin (i₂)
 

Utilisation de la loi de Snell-Descartes

Elle permet :

• De prévoir l'angle de réfraction.

• De trouver l'angle d'incidence

• De déterminer l'indice de réfraction d'un milieu.

Remarque
Il n'est pas nécessaire de connaître ces relations par coeur mais il faut être capable de les retrouver à partir de la loi de Snell-Descartes.

Cas particuliers de la loi de Snell-Descartes

• Si i1 = 0 alors i2 = 0 : il n'y a pas de déviation.
• Si n1 < n2 alors le rayon lumineux se rapproche de la normale.
• Si n1 > n2 alors le rayon lumineux s'éloigne de la normale.