LOIS DE LA RÉFRACTION

1. Lois générales. — Quand un rayon lumineux SI {^fig* i) tombe sur la surface de séparation de deux milieux transparents, il se divise en deux, dont les directions diffèrent de la direction primitive : l'un, IR, est renvoyé vers le premier milieu, c'est le

Fig. I.

rayon réfléchi; Tautre, IT, pénètre dans le second milieu, c'est le rayon réfracté.

Si nous appelons normale à la surface la perpendiculaire IN W. ■

élevée par le point d'incidence sur le plan tangent en ce point à la surface, les angles t, a et r, faits avec cette normale par les rayons incident, réfléchi et réfracté, sont dits respectivement angles d'incidence, de réflexion et de réfraction.

L'angle de réflexion est toujours égal à l'angle d'incidence; il n'en est pas de môme de l'angle de réfraction.

S'il est plus petit que l'angle d'incidence, si par conséquent le rayon lumineux, en traversant la surface de séparation, s'est rapproché de la normale, on dit que le second milieu est plus réfringent que le premier : c'est le cas de tous les corps transparents, solides ou liquides, où pénètre un rayon venant de l'air. Le second milieu est dit moins réfringent que le premier si le rayon, en y pénétrant, s'écarte de la normale.

La distribution, entre les rayons réfléchi et réfracté, de la lumière qui se propage suivant le rayon incident varie avec la nature des deux milieux et avec l'angle d'incidence : la portion réfractée sera d'autant moins importante que l'angle d'incidence sera plus grand; si même le second milieu est moins réfringent que le premier, il y aura une valeur limite de l'angle d'incidence, telle que pour toute valeur plus grande il n'y aura plus de lumière réfractée; toute la lumière qui se propageait suivant le rayon incident se retrouve alors sur le rayon réfléchi ; on dit qu'il y a réflexion totale.

Nous écarterons ce cas, et ne nous occuperons maintenant que du

Fig. 2.

rayon réfracté : sa direction est définie parles deux lois suivantes. I** Le rayon réfracté reste dans le plan d'incidence, c'est-à-dire dans le plan formé par la normale et le rayon incident.

CIIAP. I. — LOIS DE LA REFRACTION. 3

2° Il y a un rapport constant entre le sinus de l'angle d'incidence et le sinus de l'angle de réfraction : c'est-à-dire que si du point d'incidence comme centre nous décrivons une circonférence et que des points A et Boù elle coupe les deux rayons nous abaissons des perpendiculaires AP et BQ sur la normale, le rapport des longueurs AP et BQ sera indépendant de la valeur de l'angle d'incidence et ne variera qu'avec la nature des deux milieux (/î^. 2).

Tant que ceux-ci seront différents, AP et BQ ne pourront être égaux, et par suite les angles i et /■, que s'ils sont tous deux nuls : donc les rayons rencontrant normalement la surface de séparation seront les seuls qui passeront sans être déviés de leur direction première.