1. CHAPITRE 1. OPTIQUE CLASSIQUE 1.4. LA RÉFRACTION
Fig. 1.25 Réexion totale
Réfraction
Angle réflexion
totale
Milieu dense
Milieu peu
dense
milieu dense traverse une surface pour entrer dans un
milieu moins dense, sa direction s'éloigne de la nor-male
à la surface, contrairement au cas où le rayon
passe d'un milieu peu dense à un milieu plus dense.
Comme le rayon réfracté sortant du milieu dense se
trouve situé entre sa direction d'incidence et la sur-face,
si la première se rapproche de la surface, il arrive
un moment ou le rayon réfracté devient tangent à la
surface et disparaît. Alors toute la lumière reste dans
le milieu dense. Il n'y a plus que de la réexion. On
parle de réexion totale (voir gure 1.25).
D'un point de vue mathématique, on peut déter-miner
facilement l'angle de réexion totale. En eet,
pour cet angle, l'angle de réfraction vaut 90±. Ainsi,
la loi de la réfraction nous permet d'écrire :
n1 · sin(®totale) = n2 · sin(90)
) sin(®totale) = n2
n1
avec n2 · n1
ce qui est bien évidemment le cas pour le passage
d'un milieu dense à un milieu moins dense.
Pour le couple air/verre, l'angle de réexion totale
vaut :
arcsin(
1
1, 6
) = 38, 68
où n1 = 1, 6 est l'indice de réfraction du verre et
n2 = 1 est celui de l'air.
Un exemple est donné à la gure 1.26 où on peut
voir une surface d'eau par en dessous rééchir l'image
(du granit noir) de la table sur laquelle le récipient
qui la contient est posé.
Fig. 1.26 Réexion totale
Fig. 1.27 Ensemble de bres optiques
La bre optique
La bre optique (voir gure 1.27) constitue une
application du phénomène de réexion totale. Une
bre optique est un cylindre légèrement exible dans
sa longueur dans lequel on envoie de la lumière par la
base. Les rayons se propageant le long de l'axe sont
ainsi guidé dans la bre même s'ils s'écartent quelque
peu de l'axe puisque ils arrivent à la surface de la bre
avec un angle (par rapport à la normale) supérieur à
l'angle de réexion totale (voir gure 1.28).
L'endoscope
Avec de la bre optique et un prisme semi-r
ééchissant, on peut guider de la lumière là ou on le
désire pour éclairer un objet, recevoir celle qu'il ren-voie
et la ramener pour en faire une image. C'est le
principe de l'endoscope. Il est néanmoins nécessaire
d'avoir une optique au bout de la bre, sous la forme
d'une lentille.
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