Lois de la réflexion. Ces deux lois sont équivalentes à: Le rayon réfléchi et le rayon incident, orientés dans le sens de la lumière, sont symétriques par rapport au plan tangent au miroir au point d'incidence.
Première loi de Snell-Descartes : le rayon réfracté, le rayon incident et la normale appartiennent au même plan. Ce plan est appelé plan d'incidence. Deuxième loi de Snell-Descartes sur la réflexion : les angles d'incidence et de réflexion sont égaux : .
Les lois de Snell-Descartes décrivent le comportement de la lumière à l'interface de deux milieux. Ces lois sont au nombre de quatre, deux pour la réflexion et deux pour la réfraction. Avec la propagation rectiligne de la lumière dans les milieux homogènes et isotropes, ces lois sont à la base de l'optique géométrique.
Quand un rayon de lumière rencontre un objet, il rebondit sur l'objet, comme une balle sur un mur. On dit que le rayon lumineux est réfléchi. Si la réflexion se fait sur une surface plane, on peut prévoir la trajectoire de la lumière après rebond.
Nous appelons angle de réflexion l'angle entre la lumière réfléchie et une ligne perpendiculaire à la surface. La ligne perpendiculaire est appelée normale. L'angle d'incidence est égal à l'angle de réflexion.
On distingue ainsi trois types de réflexion : réflexion spéculaire, réflexion diffuse et réflexion de volume.
Le phénomène de réflexion est connu depuis des siècles, d'abord en optique, puis en acoustique. Il suit des lois, dites lois de la réflexion : il y a égalité entre angle d'incidence et angle de réflexion ; l'onde réfléchie se propage dans le même milieu que l'onde incidente.
La lumière se propage en ligne droite. Elle ne peut donc pas contourner un objet; elle sera plutôt bloquée par celui-ci. Il est à noter que la lumière peut être déviée si elle traverse dans un milieu différent, par exemple si elle passe de l'air à l'eau, phénomène appelé réfraction.
« Le rayon réfracté et le rayon réfléchi appartiennent au même plan que le rayon incident et la normale. » Passons à la deuxième loi de Descartes. La deuxième loi de Descartes concerne le rayon réfléchi, tandis que la 3ème loi de Descartes concerne le rayon réfracté.
Gassendi et l'atomisme
Il s'oppose donc à Descartes pour qui le vide n'existe pas. C'est en 1644 que Torricelli mènera ses expériences qui conduiront à établir l'existence du vide.
Le principe de Fermat, énoncé par Pierre de Fermat en 1657, est un principe physique qui décrit la propagation des rayons lumineux : La lumière se propage d'un point à un autre sur des trajectoires telles que la durée du parcours est minimale. C'est le fondement de l'optique géométrique.
Lorsque la lumière change de milieu de propagation, elle peut subir plusieurs phénomènes : Un « retour » dans le milieu initial, c'est la réflexion. Un changement de direction dans le nouveau milieu, c'est la réfraction.
Descartes estime que c'est Dieu qui rend possible la vérité.
En effet, la clarté vient de la perfection divine, l'obscurité du néant. Quand des idées sont claires et distinctes, elles sont en cela vraies et parfaites ; donc elles ont nécessairement une origine divine – ce qui confirme leur vérité.
Pour pouvoir énoncer la loi de la réfraction, il faut que le rayon réfracté, le rayon incident et la normale (au dioptre) soient dans un même plan qui est appelé le plan d'incidence et que le rayon incident et le rayon réfracté soient situés de part et d'autre de la normale.
La loi de Snell s'écrit simplement : ni x sin(i)= nr x sin(r) où i et r sont respectivement les angles d'incidence et de réfraction (en radian).
Nous définissons l'angle limite de réfraction (appelé aussi angle critique) comme l'angle mesuré dans le milieu d'indice le plus élevé et correspondant à un angle de 90° dans le milieu d'indice le plus faible.
Cas particulier : Lorsque le faisceau lumineux arrive perpendiculairement à la surface de séparation de deux milieux, il n'est pas dévié. Ce phénomène existe lorsque la réfraction atteint ses limites et n'est plus possible.
n1 est l'indice de réfraction du milieu 1. n2 est l'indice de réfraction du milieu 2. L'indice de réfraction n caractérise un milieu transparent où n est un nombre sans unité, supérieur ou égal à 1.
· Rayonnement solaire
Le rayonnement solaire est l'ensemble du rayonnement émis par le Soleil. Le Soleil émet des ondes électromagnétiques dont le spectre s'étend des ondes radio aux rayons gamma, en passant par la lumière visible.
La lumière est l'addition de deux ondes, une onde électrique et une onde magnétique. La lumière est une onde électromagnétique.
Deux conditions doivent être réunies pour qu'une réflexion totale interne puisse se produire. L'indice de réfraction du milieu incident doit être plus grand que celui du milieu réfracté (n1>n2). L'angle d'incidence doit être supérieur à l'angle critique (θi>θc).
Réflexion totale
La limite sin i = n2/n1 définit un angle limite ilim = arcsin (n2/n1), au-delà duquel il n'y a plus de rayon réfracté. Toute la lumière est alors réfléchie dans le premier milieu. Il y a réflexion totale pour i > ilim.