Indices de réfraction. — Le rapport =j-t = — — est appelé
indice du second milieu par rapport au premier; nous le désignerons par la lettre n.
L'indice de l'eau par rapport à l'air est très voisin de j; celui du verre par rapport à l'air varie avec la nature du verre, aux environs de I ; il est plus grand pour les verres à base de plomb, oujlint, que pour les verres à base d'alcalis, ou crown.
Comme un rayon se propageant dans le second milieu suivant TI en sortira suivant IS, l'indice du premier milieu par rapport au
second sera -r-^ = - • AP n
Si, d'une manière plus générale, nous appelons n^ et n^ les indices
du premier et du second milieu par rapport au vide,
d'où la forme générale de la loi fondamentale
sin / /i,
sinr Wj ( I ) Wi sin I = Wj sin r.
3. Réfraction par deux surfaces. — Si le rayon réfracté repasse ensuite du second milieu dans un troisième, il subira à la sortie
PREMIBRR PARTI K.
une seconde déviation qui pourra être de même sens que la première, ou de sens contraire. Nous supposerons, dans ce qui va suivre, que les deux milieux extrêmes soient identiques et d'indice moins grand que le milieu compris entre les surfaces.
4. Lames à faces parallèles. — Si les deux surfaces de séparation sont des plans parallèles, les deux déviations se compensent exactement et le rayon émergent est parallèle au rayon incident : le rayon lumineux aura seulement subi un déplacement latéral d'autant plus grand que la lame sera plus épaisse et le rayon incident plus écarté de la normale au point d'incidence {^fig* 3).
Fig. 3. Fig. 3 hU,
Le même effet se produira, quelles que soient les surfaces de séparation, pour tout rayon traversant ces deux surfaces en des points où les plans tangents soient parallèles (^fig* 3 bis),
5. Prismes. — Si la substance réfringente constitue un prisme, c'est-à-dire si elle est limitée par deux plans qui se coupent, la
Fig. 4.
Fig. 4 6û.
'^^^TX^,
double déviation aura pour effet de rapprocher le rayon de la base du prisme {fig. 4)-
GHAP. 1. — LOIS DE LA REFRACTION. 5
Sî les deux surfaces sont courbes, le rayon se rapprochera de la base du prisme formé par les plans tangents aux points d'incidence et d'émergence {Jign 4 his).
Si d'ailleurs le rayon est, dans sa portion incidente, situé dans un plan perpendiculaire à la ligne d'intersection des deux faces du prisme ou des deux plans tangents, il ne sortira pas de ce plan.
6. Lentilles sphéricpies. — On appelle lentille sphérique une masse de matière réfringente limitée par deux portions de sphères ; on appelle axe principal de la lentille la ligne qui joint les centres des deux sphères.
Une lentille est dite centrée quand l'axe principal est perpendiculaire aux plans des circonférences qui limitent les deux faces : cette condition doit toujours être remplie.
La normale en un point d'une sphère est toujours le rayon correspondant de la sphère : il en résulte que la normale en un point de l'une des faces d'une lentille passe toujours par le centre de la sphère dont cette face fait partie.
Si, d'^autre part, nous examinons la section d'une lentille par un
Fig. 5.
Fi g. 5 hU.
plan passant par l'axe principal, et si nous nous reportons à ce que nous avons dit au paragraphe précédent, nous voyons que la double déviation que subit, en traversant la lentille, un rayon lumineux compris dans ce plan aura toujours pour effet de rabattre le rayon vers la base du triangle curviligne que forme la moitié de cette section, et cela sans le faire sortir du plan.
Donc les lentilles qui sont plus épaisses au centre qu'au bord,
PREVIERK PARTIE.
rahal Iront sur l'axe principal les rayons lumineux qui, venant d'un point situé sur cet axe, tombent sur leur surface; elles sont dites convergentes {fig» 5).
Les autres, plus épaisses au bord qu'au centre, écarteront ces rayons de l'axe principal; on les appelle divergentes {Jig- 5 bis).^
L'expérience montre que d'un point ou d'un objet lumineux une lentille donne une image qui, avec les lentilles convergentes, peut en général être reçue sur un écran, et qui ne peut jamais l'être avec les lentilles divergentes; dans les deux cas, donc, les rayons lumineux provenant d'un même point reçoivent par leur passage dans la lentille des directions qui vont passer par un même point, qu'on appelle l'image du premier; dans le premier cas, cette image est dite réelle, virtuelle dans le second.
Les lois générales de la réfraction permettent de rendre compte de ce phénomène : on en trouvera plus loin l'étude mathématique, dont nous allons indiquer ici les résultats.
