La réfraction est le phénomène qui fait dévier les rayons de lumière lorsque ceux-ci passent d'un milieu transparent à un autre. Plus l'écart entre les indices de réfraction des deux milieux transparents est grand, plus l'angle de déviation de la lumière est grand.
Ce phénomène s'appelle la dispersion. Un prisme est un solide géométrique en matière transparente qui a la propriété de dévier et de décomposer la lumière. Le prisme dévie davantage les radiations de courte longueur d'onde (violet, vers 400 nm) que les radiations de longue longueur d'onde (rouge, vers 800 nm).
On fait passer un faisceau de lumière blanche à travers un prisme en verre et on place un écran en face des rayons réfractés. On peut observer un étalage de couleur semblable à celle de l'arc en ciel. Ce phénomène s'appelle la dispersion de la lumière par un prisme.
La lumière peut se propager dans le vide. Elle se propage également dans certains matériaux (l'air, le verre, l'eau, quelques plastiques et les pierres précieuses). Si ce milieu est homogène, la lumière se propage en ligne droite. On parle de propagation rectiligne.
Newton a constaté qu'en éclairant un prisme avec de la lumière blanche, celle-ci sortait du prisme en étant déviée et qu'elle se décomposait en lumières de toutes les couleurs de l'arc-en-ciel. Il en a déduit que la lumière blanche est composée de toutes ces couleurs et que le prisme a pour effet de les séparer.
Un milieu dispersif est un milieu dans lequel la vitesse de propagation de l'onde dépend de sa longueur d'onde (ou de sa fréquence, cela revient au même).
Fonctionnement de la dispersion
La réfraction est le phénomène qui fait dévier les rayons de lumière lorsque ceux-ci passent d'un milieu transparent à un autre. Plus l'écart entre les indices de réfraction des deux milieux transparents est grand, plus l'angle de déviation de la lumière est grand.
1. On appelle source primaire, toute source qui produit de la lumière. Elle est visible, même isolée de toute autre source lumineuse. Le Soleil, les étoiles, la lave, le feu, les lucioles, les verts luisants, etc., sont des sources primaires de lumières.
Le rayonnement lumineux peut être émis par une source naturelle, comme le Soleil et les autres étoiles, ou par une source artificielle, comme une ampoule. 3. La lumière transporte de l'énergie, que l'on nomme l'énergie lumineuse.
En 1666, lors de ses expériences d'optique, Newton fait passer de la lumière solaire blanche à travers un prisme de façon à la décomposer en rayons lumineux de différentes couleurs, comme le fait le rebord d'une lentille.
En mécanique ondulatoire, la dispersion est le phénomène affectant une onde se propageant dans un milieu dit « dispersif », c'est-à-dire dans lequel les différentes longueurs d'onde constituant l'onde ne se propagent pas à la même vitesse.
Remarque : l'air est un milieu dispersif pour les ondes sonores à très haute fréquence. Un autre exemple est le verre d'un prisme qui est un milieu dispersif des ondes lumineuses. Dans ce cas, l'onde lumineuse est décomposée en fonction des fréquences des ondes sinusoïdales qui la compose.
Pas de chance ce jour là quelques gouttes d'eau tombent sur Pékin et le phénomène suivant est observé. aurait permis l'obtention du même phénomène lumineux ? Un prisme ou un réseau.
En réalité, le rouge est moins dévié que le violet. La déviation du prisme est fonction de l'indice n du prisme qui lui même dépend de la longueur d'onde : n = n(l). Rouge et violet, de longueurs d'onde très différentes, donc des indices différents, sont déviés différemment.
La déviation dépend de l'indice de réfraction du milieu. La relation de Descartes s'écrit sin (i) = n sin (r), où i et r sont les angles incident et réfracté respectivement et n est l'indice de réfraction. Ceci traduit le fait que les rayons lumineux sont déviés.
A chaque longueur d'onde correspond une couleur différente. On obtient ainsi un spectre continu constitué de toutes les couleurs de l'arc-en-ciel. Figure ci-dessus : Dispersion d'une lumière blanche par un prisme : une radiation bleue est davantage déviée qu'une radiation rouge. Illustration animée : Le prisme.
On peut distinguer dans l'univers deux types de substance : la matière, qui possède une masse, et la lumière, de masse nulle. La lumière peut se propager dans le vide, toujours à la même vitesse.
La rétine se situe à l'arrière de l'œil. C'est une couche de tissu qui capte la lumière et la couleur et les convertit en signaux électriques. Le nerf optique transmet des signaux électriques de la rétine au cerveau qui les interprète.
Si le ciel est bleu c'est en raison de la diffusion de Rayleigh. Elle caractérise la diffusion de la lumière par les particules dont le rayon est très petit par rapport à la longueur d'onde du rayonnement solaire.
On appelle « source secondaire » un objet qui renvoie de la lumière mais ne la produit pas - la Lune, un miroir - et tout objet suffisamment « réfléchissant » pour permettre d'éclairer un autre objet.
Il existe deux types de sources de lumière : les sources de lumière primaires et les objets diffusants.
– Les sources primaires. Ce sont des corps qui produisent la lumière qu'ils émettent. On trouve dans cette catégories dont des corps ayant une température très élevée comme le Soleil, les flammes, des braises incandescentes, le filament d'une lampe à incandescence, etc.
On le représente par un triangle. · La lumière issue du prisme est déviée : le violet est plus dévié que le rouge. · Elle possède toutes les couleurs de l'arc-en-ciel : ces couleurs sont appelées radiations.
On appelle spectrographe un système optique dont la pièce principale est un système dispersif, capable de séparer les rayonnements de différente longueur d'onde émis par une source lumineuse et d'en former un spectre.
Le prisme permet de réfracter, réfléchir ou disperser la lumière en ces constituants. Dans le cadre de l'optique géométrique, un prisme est caractérisé par l'association de deux dioptres de plans non parallèles.