1. CHAPITRE 1. OPTIQUE CLASSIQUE 1.4. LA RÉFRACTION
Fig. 1.14 Le bâton brisé
Comme AH est en réalité égal à sin(®incident) et IG
égal à sin(®r´efract´e), la loi de Snell-Descartes expri-m
ée mathématiquement correspond bien à l'expres-sion
en français donnée par Descartes.
1.4.2 Le bâton brisé
Il existe beaucoup d'exemples où la loi de la ré-
fraction permet d'expliquer correctement ce que l'on
voit. Parmi ceux-ci celui du bâton brisé est intéres-sant
parce qu'il est facile à réaliser. Il s'agit tout sim-plement
d'expliquer le fait qu'un bâton parfaitement
droit se brise visuellement quand on le plonge dans
l'eau comme on le voit sur la gure 1.14.
L'explication est simple. On peut considérer l'ex-tr
émité du bâton. Celle-ci émet des rayons lumineux
dans toutes les directions. Seuls certains de ces rayons
vont parvenir à l'÷il. Mais ceux-ci seront réfractés en
s'éloignant de la normale quand ils vont passer de
l'eau à l'air pour parvenir à l'÷il. En eet, les rayons
passent d'un milieu dense à un milieu moins dense.
Cette réfraction ne sera pas perçue par l'÷il qui va
construire l'image de la partie immergée du bâton en
suivant les rayons virtuels, comme présenté sur la -
gure 1.15. Le bâton parait alors brisé, mais c'est une
illusion.
1.4.3 L'arc-en-ciel
Ce phénomène naturel (voir gure 1.16) étonnant
est en réalité assez facilement expliqué grâce à la loi
de la réfraction et à celle de la dispersion. On sait
que la pluie et le soleil sont impliqués, puisqu'il a gé-
Fig. 1.15 Le bâton brisé
Fig. 1.16 L'arc-en-ciel
Remerciements à Nicolas Bouillon.
Voir le site de Wikimedia Commons :
http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Panorama_arc.jpg.
néralement lieu juste après la pluie et quand le soleil
revient. De plus, on sait aussi que le soleil est alors
relativement bas et toujours dans le dos de l'observa-teur.
Ce phénomène possède une composante géomé-
trique et une autre ondulatoire. Nous n'aborderons ici
que sa partie géométrique. Elle implique des gouttes
d'eau en suspension dans l'air. Celles-ci sont sphé-
riques et sont traversées de rayons lumineux comme
le montre la gure 1.17.
On constate que la goutte est traversée par le rayon
lumineux qui subit à l'entrée dans celle-ci une réfrac-tion,
puis se rééchi sur la sa surface intérieure et
enn ressort en se réfractant une seconde fois. A l'ori-
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