Réflexion totale : expériences de cours

1". — Les phénomènes de la réllexion totale ayant une grande importance, voici la manière de les montrer dans un cours (fig. 300}.

On utilise un prisme rectangle isocèle P, dit à réflexion totale; dont on place les arêtes verticalement.

Si l'indice est 1,53, l'angle limite est de 41° environ. Les rayons qui entrent et sortent normalement aux .faces adjacentes de l'angle droit sont réfléchis totalement, puisque leur angle d'incidence sur la face hypoténuse vaut 45".

Avec un faisceau de rayons quasi parallèles, on éclaire une demiboule B ou un ballon plein d'eau; peu importe que les rayons émer-

Fijf. 300.

gents convergent en un point bien déterminé et que ce point soit sur la face hypoténuse : il ne s'agit ici que de directions. En L est une lentille, de 50 cm. de distance focale, par exemple; on dispose un écran E dans un plan focal principal. A chaque point F de ce plan correspond avant la lentille un faisceau de rayons de direction CF déterminée. A ce faisceau est conjugué dans le prisme un faisceau de direction OG également déterminée.

2°. — Après dcs'tâtonnements faciles pour orienter le prisme, on trouve sur l'écran une portion très éclairée, nettement séparée d'une portion moins éclairée par une courbe quasi rectiligne et verticale : le trait noir de la ligure 3G0 correspond à la portion moins éclairée.

En utilisant des verres colorés, on vérifie que la ligne de séparation n'est pas la même pour le rouge et pour le violet, ce que la figure indique schématiquement.

On supprime le phénomène en appliquant contre la face hypoté-

RÈFRACTOMETRES 430

nuse du prisme un buvard mouillé d'eau. La réflexion cesse d'être totale, l'angle limite au contact verre-eau étant :

arcsin (1,33: 1,53)=60°20\

3°. — On complète l'expérience en disposant une lentille en L'; l'écran E' est placé dans le plan focal principal. La partie éclairée est séparée de la partie absolument noire par une droite verticale qui correspond à l'émergence rasante.

4°. — Cherchons la relation entre l'angle limite L et l'angle d'incidence i, dans le cas d'un angle À quelconque (petite figure en bas et à droite). On a :

nsinh=n sin(r + A)=l, sinî=ftsinr;

sin icos A + sin Xtfn- — sin*î = l.

Cette formule donne la direction du rayon émergent E qui correspond au rayon incident rasant R. Ce rayon E est l'émergent dont l'inclinaison sur la face hypoténuse est la moindre possible.