Exp laser sur écran. Les élèves prédisent et dessine ce que l’on va voir
En physique, un milieu désigne un matériau solide, liquide ou gazeux (eau, air, verre…).
Comment se propage la lumière dans les matériaux homogènes et transparent ?|en ligne droite (ou de manière rectiligne)
On représente les rayons lumineux par des traits. On indique par une flèche le sens de propagation.
Qu’est-ce qu’une source primaire ?|un objet qui émet sa propre lumière
Qu’est-ce qu’un objet diffusant ?|Un objet diffusant renvoie la lumière d’une autre source
La lumière ne se propage pas instantanément !
Dans le vide et dans les milieux transparents et homogènes, la lumière se propage à vitesse constante.
Dans le vide cette vitesse est notée c et vaut :
c ≃ 300 000 km/s ≃ 300 000 000 m/s
En physique on retiendra :
c = 3,0 × 10⁸ m.s−1
Que vaut la vitesse de propagation de la lumière dans le vide ?|3,0×10⁸ m.s⁻¹
Dans les autres milieux transparents (air, eau, verre…) la lumière se propage moins vite : v ≤ c
Pour un milieu transparent, le rapport entre c et v s’appelle indice de réfraction du milieu et se note n :
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attention : v et c doivent être exprimées dans la même unité. remarque : n est toujours supérieur ou égal à 1. |
Exemples :
| milieu | indice | vitesse |
| air | \(n_{air} \simeq\) \(1\) | \(v_{air} \simeq\) 300 000 km.s⁻¹ |
| eau | \(n_{eau} \simeq\) \(1,33\) | \(v_{eau} \simeq\) 226 000 km.s⁻¹ |
| verre | \(n_{verre}\simeq 1,5\) | \(v_{verre}\simeq\) 200 000 km.s⁻¹ |
Définition de l’indice de réfraction n ?|\[n = \frac{c}{v}\]
milieu non homogène
4, 5 ,6, a p. 234
Un rayon laser met 1,28 s pour aller de la Terre jusqu’à la Lune. Calculer la distance Terre-Lune
expérience caméra, pièce, tasse
Quand la lumière change de milieu transparent, elle est déviée : on dit qu’elle est réfractée. Une partie de la lumière est également réfléchie.
|
On repère la position des rayons par les angles qu’ils font avec la normale :
|
|<ul><li>1. rayon incident</li><li>2. normale</li><li>3. rayon réfléchi</li><li>4. angle de réfléxion</li><li>5. angle d'incidence</li><li>6. angle de réfraction</li><li>7. point d'incidence</ul>
Ptolémée, Haute Égypte, 2e siècle, description
Ibn Sahl, Bagdad (Irak), 10e siècle, table de calcul
Willebrord Snell, pays bas, début 17e, fonction sin
Point mathématiques
\(\begin{align*} \sin(a) &= b \\ \arcsin(\sin(a)) &= \arcsin(b)\\ a &= \arcsin(b) \end{align*}\)
La fonction arcsin sur la calculatrice
Lois de Snell-Descartes pour la
réflexion.|<ul><li>le rayon réfléchi est dans le plan d'incidence</li><li>\(r =
i\)</li></ul>
Lois de Snell-Descartes pour la
réfraction.|<ul><li>le rayon réfracté est dans le plan d'incidence</li><li>\(n_1 × \sin(i_1) = n_2 ×
\sin(i_2)\)</ul>
4, 5, 7 p. 252
8, 9, 11 p. 253
