Phénomène de réfraction et loi de Descartes

  • Principe de la réfraction

Le phénomène de réfraction se produit lorsque la lumière passe d’un milieu transparent appelé « milieu incident » à un autre milieu transparent appelé « milieu de réfraction ». On observe alors un changement de direction de la lumière. Ce phénomène est observable au sein de la fibre optique qui est composé comme expliqué ci-dessus de matériaux transparents.

  • La loi de Descartes

Le principe de réfraction suit la loi de Descartes.

Pour mettre en application cette loi, nous avons besoin d’un facteur spécifique à chaque milieu : l’indice de réfraction. Il est caractérisé par un nombre noté « N » et sans unité. Pour le calculer, nous utilisons cette relation :

N= C/V

Ou « C » représente la vitesse de la lumière dans le vide (3.10^8 m.s-1) et « V » la vitesse de la lumière dans le milieu étudié.

De plus nous avons besoin de l’angle « I » : Angle d’incidence et de l’angle « r » : Angle de réfraction. C’est deux angles sont calculés à l’aide de la normale, une droite imaginaire perpendiculaire à la surface de séparation des deux milieux.

A l’aide de ces paramètres, nous pouvons mettre en application la loi de Descartes :

NI x sin I = Nr x sin r

Cependant, l’on utilise un seul paramètre de cette loi qui dit que si Ni›Nr, le rayon sera réfléchi jusqu’à un angle appelé limite de réfraction. Alors, l’angle I sera égal à l’angle réfléchi R. Dans le cas de la fibre, ont augmente l’indice de réfraction du cœur permettant ainsi au rayon de rester dans le cœur et ainsi de retransmettre l’information dans sa totalité.

 

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