Chapitre 4. Réflexion totale - fibroscopie
I - Vitesse de la lumière et indice de réfraction
La vitesse de la lumière dans le vide, notée c, est une constante universelle. Elle est indépendante de l'observateur qui la mesure. Dans le vide, la vitesse de la lumière est c = 299 792 458 m.s-1
Donc,
Dans un milieu matériel (non vide) transparent, la vitesse de la lumière est plus petite que c.
Donc,
Dans un milieu matériel (non vide) transparent, la vitesse de la lumière est plus petite que c.
Définition : on appelle indice de réfraction d'un milieu transparent le nombre n, tel que n = c/v
où
v = vitesse de la lumière dans le milieu, en m.s-1
n = indice de réfraction, sans unité
Remarque : comme v (vitesse de la lumière dans le milieu transparent) est toujours inférieure à c (vitesse de la lumière dans le vide), n est toujours supérieur à 1
Applications numériques :
Donnée : c = 299 792 458 m.s-1
1. Le diamant possède un indice de réfraction n = 2,42. Déterminer la vitesse de propagation de la lumière dans le diamant.
Le savez-vous ?
La vitesse de la lumière dans le vide est une vitesse limite. Aucune particule matérielle ne peut aller plus vite. Dans les milieux transparents, la vitesse de la lumière prend une valeur v < c. Des particules matérielles suffisamment énergétiques peuvent alors se propager avec des vitesses supérieures à v (mais toujours inférieures à c !). Elles ont donc des vitesses « supra lumineuses ». Elles émettent alors une lumière bleue par un processus similaire aux avions supersoniques émettant un bang sonore : c'est l'effet CHERENKOV.
II - Réfraction et réflexion de la lumière
Expérience :
Observation : lorsque le rayon incident frappe la surface plexiglas – air, il se sépare en deux en formant les rayons réfléchi et réfracté.
Conclusion : lorsqu'un rayon lumineux arrive sur la surface séparant deux milieux transparents d'indice de réfraction différents :
• une partie de la lumière traverse la surface en subissant une déviation : c'est le phénomène de réfraction • une partie de la lumière est renvoyée dans du rayon incident : c'est le phénomène de réflexion
Vocabulaire :
Conclusion : lorsqu'un rayon lumineux arrive sur la surface séparant deux milieux transparents d'indice de réfraction différents :
• une partie de la lumière traverse la surface en subissant une déviation : c'est le phénomène de réfraction • une partie de la lumière est renvoyée dans du rayon incident : c'est le phénomène de réflexion
Vocabulaire :
Le rayon incident et la normale à la surface définissent le plan d'incidence.
Lois de SNELL – DESCARTES
Lois de SNELL – DESCARTES
Applications numériques
1. Soit le passage de l'air (n1 = 1,00) à l'eau (n2 = 1,33). Calculer l'angle réfléchi i1' et l'angle réfracté i2 pour un angle d'incidence i1 = 35,0°.
Méthode de résolution :
• Faire un schéma adapté à la situation.
Méthode de résolution :
• Faire un schéma adapté à la situation.
2. Soit le passage du diamant (n1 = 2,42) à l'air (n2 = 1,00). Calculer l'angle d'incidence i1 nécessaire pour avoir un angle réfracté i2 = 40,0°.
Physique chimie Première
