réfraction

La réfraction est le changement de direction d'une onde qui se propage lorsqu'elle traverse l'interface entre deux milieux présentant des indices de réfraction différents. Ce déviation résulte d'un changement de vitesse de propagation de l'onde d'un milieu à l'autre. Dans le domaine de l'optique, la réfraction est principalement associée à la lumière.

Pour la lumière passant du milieu 1 au milieu 2, les angles d'incidence et de réfraction θ1 et θ2 obéissent à la loi de Snell: n1 sin θ1 = n2 sin θ2, où n1 et n2 sont les indices de réfraction des milieux. La vitesse de propagation et la longueur d'onde dans le milieu changent: v = c/n et λ = λ0/n, où λ0 est la longueur d'onde dans le vide.

Lorsque n1 > n2 et que θ1 dépasse un angle critique θc tel que sin θc = n2/n1, la lumière subit une réfraction totale interne; elle ne sort pas du premier milieu mais se réfléchit entièrement. La réfraction est aussi responsable de dispersion, car n dépend de la longueur d'onde, ce qui conduit à la séparation des couleurs dans un prisme. Dans les milieux anisotropes, des effets comme la biréfringence peuvent survenir.

Les phénomènes de réfraction ont de nombreuses applications, notamment dans les lentilles et l'optique géométrique, les fibres optiques, les prismes et les instruments d'observation. Des exemples courants incluent l'apparence cassée d'un objet partiellement immergé dans l'eau et le phénomène du rayon lumineux dévié par une goutte d'eau qui produit un arc-en-ciel.