LOIS DE LA RÉFRACTION SIMPLE

Il s*Qgit mainteûanl de trouver la loi de variation des angles de réfraction et d'incidence, A Taide de la première alidade, muDte d'une pointe à son extrémité opposée, on a la direction du rayon incident, et Ton peut mesurer la ligne oa sur une règle divisée horizontale, susceptible de se mouvoir parallèlement à elle-même. Cette ligne, ou mieux son rapport à la longueur du rayon aO, est ce que les géomètres nomment le sinus de tangle d incidence. La seconde alidade, munie également d'un diaphragme percé dun trou, reçoit, après son pftssagc à travers Teau, le rayon lumineux réfracté, et Ton mesure o/rsur la règle, ce qui donne le sinus de V angle de réfraction. Rappelons quV*n sortant de Feau pour repasser dans rair, le rayon lumineux nu pas à subir de réfraction nouvelle, puisqu'il sort par une incidence normale à la surface du vase cylindrique.

Eb bien, supposons qu'une première observation ait donné deux sinus tels, qu'en divisant celui d'incidence par celui de réfraction, le quotient ou rapport soit le nombre I, 335. Répétons l'expérience une, deux, trois... fois, en changeant à chaque fois la direction du rayon incident. Dans chaque expérience nouvelle, le rapport du sinus d'incidence et du sinus de réfraction continuera à être 1, 335. Et il en sera de môme, tant que les deux milieux seront toujoui*s l'air et l'eau. Mais ce nombre, qu'on nomme indice de réfraction^ varie brsque l'un des milieux change, ou quand les deux milieux changent à la fois : ainsi, de l'air au verre, l'indice de réfraction n'est plus égal à celui de l'air à Feau. Aussi convient-on de calculer les indices de tousles corps transparents en supposant que la lumière passe du vide dans chacun d'eux. Alors on obtient les indices absolus. Ordinairement, la réfraction est dautanl plus forte que la densité du deuxième milieu est elle-même plus lérable, bien qu'il y ait quelques exceptions. Ainsi, le plus souvent, la réfringence du milieu croît avec sa densité.

La Iraisième loi de la réfraction de la lumière peut donc s*énonc€'r ainsi :

SM

Pour deux milieux déterminés^ le rapport des sin angles d incidence et de réfraction est un nombre cou quelle que soit d ailleurs tincidenee. ^^

* Les lois que uous venons d'étuJiei' iiidiiiiiont quel < suit la lumière, quaml Ir* faisceau luiaineux vieiit^ d^un milieu dans un aulre. Mais ce cliemiiL comme le veut à la fois le misonaernenl et rcxpêrieuce, restej merïie si la luDiière piussait du second milieu dans le pr Alors le ravon iacident devieodrail le rayon réfractéj

Fjg. 195, — Im du sinus.

fîg. 106. — Explication du bj^a<

proquement. Par exemple, si le point lumineux est dans en Sy le rayon qui tombe au point I de la surface s'écarl la perpendiculaire suivant la direction IR ; la route SI la même, en sens inverse, que si le rayon incident eût \ de sorte que les angles d'incidence et de réfraction aurc sinus inverses, mais dont le rapport sera toujours const

Ces lois permettent de rendre conqde de? phéno que uous avons décrits au début de ce cliapitre. L'œil qi mine lextrémité d'un bâton plongé dans Peau, le voit par ceau lumineux que cette extrémité envoie a la surface^ ceau qui se réfracte et dont les divers rayons, d autan! déviés» que leur incidence est plus oblique^ pénètrent Toeil en divergeant (lig, 196). Le phénomène est dq

REFLEXION TOTALK «»

loAme que si le point lamineux étail au point de convergence (kces rayons, et VœW voit en effet IVxtrémité clu bAtou en ce point» Le même eQbt se produit pour tous les points inler-r médiaires, et le bâton paraît brisé.

La même explication rend compte de lélévation du fond

F ig. V^7* — ÊJévatioii apparente du foud des vasdâ; eiplkaUon.

4'unvBse plein de liquide. Lors même qu'on regarde le fond dans une direction perpendiculaire (fig. t1^>î), Teffet se produit, parce que l'œil ne reçoit pas un rayon unique, mais au faisceau dont les rayons divergent plus en passant dans TaiTt * cause de la réfraction, que dans le liquide. Le point parait donc remonté vers la surface, de 0 en 0'.

E^^^ § m. PHÉNOMÈNES DE REFLEXION TOTALE.

H résulte des lois de la réfraction un phénomène singulier» « rexpérience véritie, et qui a reçu le nom. de ré/Iexion totale. Voici en quoi consiste ce phénomène.

soo

Considérons, par exemple, un point lumineux pi Teau, au fond d un vase. Ce point envoie des rayoi mière dans tontes les directions possibles à la surface ration de Pair et de Teau, Or, tous ces rayons émerj On va voir que cela ne peut être, et qu'il y a un certa variable avec la nature du milieu, au delà duquel le l mineux ne peut pénétrer dans le milieu le moins ré En effets puisqulci l'angle de réfraction est plus gi l'angle d'incidence, il arrivera uu moment où, le angle étant devenu droit, langle d'incidence OIN' ne encore • Le rayon n'émerge donc plus; il rase la snrfi

Fig^. 19S. ^ Béîlexîon totale. Angle limite.

zontole du liquide. Au delà, l'angle d'incidence croîs jours, l'angle de réfraction devrait êtreplus grand qu' droit. Dans ce cas, le rayon retourne au sein du lie il se réfléchit, d'après les lois connues, à la surface în séparation. Comme, dans les incidences moindres, Tén nest pas complète, et qu'il y a une réflexion parti rayons, ou dit, lorsque cette émergence est nulle, ( réflexion totale. Tous les rayons lumineux qui, de couper la surface de séparation des deux milieux sent ainsi en deux parties; la première, contena qui émergent, forme le cône des rayons réfractés la seconde se compose de tous les rayons qui ne