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Phénomène optique : réfraction dans différents médias

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Description

Cette séance de cours traite du phénomène de réfraction dans différents milieux, en utilisant l'exemple d'un bassin avec des couches d'eau et d'huile. Il couvre le concept de profondeur apparente, la loi de Snell, et le comportement des rayons lumineux à l'interface entre deux milieux avec différents indices de réfraction. La séance de cours explique comment calculer la profondeur apparente d'un objet dans un milieu avec un indice de réfraction différent, en soulignant l'importance des angles et des indices de réfraction des milieux impliqués.

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Concepts associés (30)

Réfraction

En physique des ondes, la réfraction désigne la courbe d'une onde (notamment optique, acoustique ou sismologique) à l'interface entre deux milieux aux vitesses de phase différentes sur le plan chimique ou physique (densité, impédance, température...) La réfraction se traduit par une modification de l'orientation : du front d'onde : c'est la ligne que décrit une vague dans l'eau (optique physique et sismologie) ; du rayon : c'est la direction de propagation de l'onde, perpendiculaire au front d'onde (optique géométrique).

Indice de réfraction

vignette|Image des fronts d'onde émis par une source ponctuelle mettant en évidence le phénomène de réfraction. La zone inférieure située sous la ligne grise a un plus grand indice de réfraction et donc une vitesse de propagation proportionnellement inférieure à celle de la zone supérieure (pour une raison de clarté, la réflexion partielle n'est pas montrée).

Lois de Snell-Descartes

vignette|upright=1.5|Les bulles de gaz dissous ou de vapeur d'eau, bien qu'elles soient transparentes, peuvent être visibles grâce aux reflets sur leur surface (réfraction et réflexion observant les lois de Snell-Descartes). Les lois de Snell-Descartes décrivent le comportement de la lumière à l'interface de deux milieux. Ces lois sont au nombre de quatre, deux pour la réflexion et deux pour la réfraction. Avec la propagation rectiligne de la lumière dans les milieux homogènes et isotropes, ces lois sont à la base de l'optique géométrique.

Troubles de la réfraction

Les troubles de la réfraction, ou amétropies, sont des troubles de la vision dus à un fonctionnement défectueux du système optique formé par la cornée, le cristallin et la rétine. Dans un œil normal, qu'on qualifie d'emmétrope, l'image donnée d'un objet lointain est située sur la rétine. On dit aussi que la rétine est au plan focal de l'ensemble cornée-cristallin. En vision de près, le pouvoir d'accommodation du cristallin (qui se bombe), permet d'avancer le point nodal pour maintenir sur la rétine l'image de l'objet observé.

Liste de phénomènes optiques

vignette|Parmi les phénomènes optiques atmosphériques, les aurores boréales sont connues pour leurs couleurs intenses et chatoyantes. Un phénomène optique est le nom générique donné à un événement observable résultant de l'interaction entre la lumière et la matière, ou du comportement de la lumière seule. La lumière est comprise comme le spectre électromagnétique dans le domaine optique, c'est-à-dire entre et . Ils peuvent être des effets très généraux et fondateurs, comme la diffraction ou la réfraction, ou bien être le résultat de plusieurs effets optiques combinés.

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