Réflexion et Réfraction de la Lumière

Réflexion et Réfraction de la Lumière

Comprendre la Réflexion et Réfraction de la Lumière

Un rayon lumineux frappe la surface d’un bloc de verre à un angle de 30° par rapport à la normale.

Ce bloc de verre est placé dans l’air. L’indice de réfraction de l’air est de 1,00 et celui du verre est de 1,50.

Questions:

A. Réflexion

1. Déterminer l’angle de réflexion.

Rappelez la loi de la réflexion qui stipule que l’angle d’incidence est égal à l’angle de réflexion. Utilisez cette information pour déterminer l’angle de réflexion du rayon lumineux.

B. Réfraction

1. Calculer l’angle de réfraction.

Utilisez la loi de Snell-Descartes pour calculer l’angle de réfraction du rayon lumineux lorsqu’il entre dans le bloc de verre.

La formule est la suivante : \( n_1 \cdot \sin(\theta_1) = n_2 \cdot \sin(\theta_2) \) où \(n_1\) et \(n_2\) sont les indices de réfraction des milieux 1 et 2, respectivement, et \(\theta_1\) et \(\theta_2\) sont les angles d’incidence et de réfraction, respectivement.

Données:

  • Indice de réfraction de l’air (\(n_1\)) = 1,00
  • Indice de réfraction du verre (\(n_2\)) = 1,50
  • Angle d’incidence (\(\theta_1\)) = 30°

Correction : Réflexion et Réfraction de la Lumière

A. Réflexion

La loi de la réflexion stipule que l’angle d’incidence est égal à l’angle de réflexion. Ainsi, pour un angle d’incidence de 30° par rapport à la normale :

Angle de réflexion = Angle d’incidence = 30°

B. Réfraction

Pour calculer l’angle de réfraction, nous utilisons la loi de Snell-Descartes :

\[ n_1 \cdot \sin(\theta_1) = n_2 \cdot \sin(\theta_2) \]

Données :

  • \(n_1 = 1.00\) (air)
  • \(n_2 = 1.50\) (verre)
  • \(\theta_1 = 30^\circ\)

En substituant ces valeurs dans la formule et résolvant pour \(\theta_2\), nous obtenons :

Angle de réfraction :

\[ \theta_2 = \arcsin\left(\frac{n_1 \cdot \sin(\theta_1)}{n_2}\right) \] \[ \theta_2 = \arcsin\left(\frac{1.00 \cdot \sin(30^\circ)}{1.50}\right) \] \[ \theta_2 = 19.47^\circ \]

Conclusion

  • L’angle de réflexion est de 30°, ce qui est conforme à la loi de la réflexion.
  • L’angle de réfraction calculé, lors du passage de la lumière de l’air au verre, est d’environ 19.47°, selon la loi de Snell-Descartes.

Réflexion et Réfraction de la Lumière

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