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Les lois de Snell-Descartes

Les lois de Snell-Descartes : réflection et réfraction


Le principe de Fermat :

La première loi fondamentale de l'optique géométrique est énoncée au XVIIème siècle par Pierre de Fermat sous le nom de "Principe de Fermat" :

La lumière se propage d'un point à un autre sur des trajectoires telles que la durée du parcours soit extrémale.

De ce principe découle un certain nombre de propriétés :

  • Dans un milieu homogène, la lumière se propage de manière rectiligne.
  • La trajet de la lumière pour aller d'un point à un autre ne dépend pas du sens de parcours de la lumière (principe de retour inverse de la lumière).

La réflexion, première loi de Descartes :

Le plan contenant le rayon incident et la normale à la surface réfléchissante au point d'incidence est dit plan d'incidence .

La loi de Snell-Descartes pour la réflexion s'énonce alors :

  • le rayon réfléchi est dans le plan d'incidence
  • les angles incident et réflechi sont égaux en valeur absolue :

angle de descartes

La réfraction, deuxième loi de Descartes :

Le plan contenant le rayon incident et la normale à la surface réfléchissante au point d'incidence est dit plan d'incidence .

Nous définissons également l'indice de refraction d'un milieu comme sa capacité à diminuer la vitesse de propagation de la lumière :

indice de refraction

La loi de Snell-Descartes pour la réfraction s'énonce alors :

  • Le rayon réfracté est dans le plan d'incidence
  • Les indices des deux milieux de propagation et les angles incident et réfracté sont reliés par la relation :

loi de la refraction

loi de la refraction

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