Dans cet article, vous trouverez l'explication de la loi de Snell. Vous pourrez ainsi voir ce que dit la loi de Snell, quelle est sa formule et, en plus, tous les concepts physiques liés à la loi de Snell sont expliqués pour bien la comprendre.
Qu'est-ce que la loi de Snell ?
La loi de Snell est une loi physique qui relie l'indice de réfraction de deux milieux différents à l'angle d'incidence et à l'angle de réfraction. Ainsi, la loi de Snell est utilisée pour calculer l'angle de réfraction de la lumière lorsqu'elle traverse une surface qui sépare deux milieux d'indices de réfraction différents.
Plus précisément, la loi de Snell dit que l'indice de réfraction du milieu incident multiplié par le sinus de l'angle d'incidence est équivalent à l'indice de réfraction du milieu réfringent multiplié par le sinus de l'angle de réfraction.
La loi de Snell doit son nom au physicien néerlandais Willebrord Snel van Royen, qui a découvert la formule de la loi de Snell.
Notamment, la loi de Snell est également appelée loi de Snell-Descartes .
Formule de la loi de Snell
La loi de Snell stipule que le sinus de l'angle d'incidence d'un rayon lumineux dans un milieu (θ 1 ) multiplié par son indice de réfraction (n 1 ) est égal au sinus de l'angle de réfraction du milieu qui réfracte le rayon lumineux ( θ 2 ) par son indice de réfraction (n 2 ).
Par conséquent, la formule de la loi de Snell est n 1 · sin(θ 1 )=n 2 · sin (θ 2 ).
Où:
-
est l'indice de réfraction du milieu dans lequel tombe la lumière. -
est l'angle que forme le rayon lumineux avec la normale du milieu sur lequel tombe la lumière. -
est l'indice de réfraction du milieu dans lequel la lumière est réfractée. -
est l'angle que fait le rayon lumineux avec la normale du milieu dans lequel la lumière est réfractée.
De même, de l'équation précédente, on peut déduire que les indices de réfraction de deux milieux sont liés à la vitesse des rayons lumineux dans le milieu et à leurs longueurs d'onde. Plus précisément, l’équation suivante est vraie :
Où:
-
est l'angle que fait le rayon lumineux avec la normale du milieu i. -
est l'indice de réfraction du milieu i. -
est la vitesse du rayon lumineux dans le milieu i. -
est la longueur d'onde du rayon lumineux dans le milieu i.
Indice de réfraction
Logiquement, pour appliquer la loi de Snell, vous devez être clair sur le concept d'indice de réfraction, nous verrons donc ci-dessous en quoi consiste ce coefficient physique.
L' indice de réfraction d'un milieu est une valeur qui indique dans quelle mesure la vitesse et la longueur d'onde du rayonnement sont réduites par rapport au vide lorsqu'il pénètre dans ledit milieu. Ainsi, plus l’indice de réfraction est élevé, cela signifie que plus la vitesse et la longueur d’onde du rayonnement dans le milieu étudié sont réduites.
La formule de l'indice de réfraction est la suivante :
Où:
-
est l'indice de réfraction du milieu. -
est la vitesse de la lumière dans le vide (3·10 8 m/s). -
est la vitesse de la lumière dans le milieu dans lequel l'indice de réfraction est calculé.
L'indice de réfraction d'un milieu dépend des propriétés du milieu. Vous pouvez voir les valeurs des indices de réfraction des milieux les plus courants en physique en cliquant ici :
Réflexion interne totale
En physique, l' angle critique (ou angle limite) est l'angle obtenu en calculant l'inverse du sinus du quotient entre l'indice de réfraction du milieu dans lequel tombe le rayon lumineux et l'indice de réfraction du milieu dans lequel il est réfracté. .le rayon de lumière
Où:
-
est l'angle critique. - est l'indice de réfraction du milieu sur lequel tombe la lumière.
- est l'indice de réfraction du milieu dans lequel la lumière est réfractée.
Ainsi, lorsque l'angle d'incidence θ 1 est supérieur à l'angle critique, le rayon lumineux est entièrement réfléchi à l'intérieur du milieu sur lequel il tombe. Autrement dit, si l'angle d'incidence θ 1 est supérieur à l'angle critique, la lumière n'est pas réfractée mais réfléchie et, par conséquent, au lieu de passer dans l'autre milieu, elle reste à l'intérieur du même milieu.
Ce phénomène physique est appelé réflexion interne totale et se produit lorsque l'angle d'incidence du rayon lumineux est supérieur à l'angle critique, que vous pouvez calculer avec la formule vue ci-dessus.