Quelle est la loi de Snell?
En physique, la loi de Snell donne l'équation qui décrit comment la lumière est réfractée lorsqu'elle passe d'un milieu à un autre. En utilisant l'équation de la loi de Snell, la taille de l'angle que la lumière se plie peut être déterminée. Pour déterminer l'angle de réfraction, l'angle initial de la lumière et l'indice de réfraction des deux matériaux doivent être connus.
Lorsque les vagues se déplacent d'un type de milieu à un autre, de l'air à l'eau par exemple, elles se plient ou changent de direction. Ce phénomène s'appelle la réfraction. La flexion se produit parce que les vagues se déplacent à des vitesses différentes selon les matériaux. La lumière est un exemple d’onde réfractée lorsqu’elle se déplace dans différents milieux.
Les angles initial et courbé d'un rayon lumineux sont mesurés en fonction du rapport à la normale. La normale est une ligne droite perpendiculaire ou perpendiculaire à la surface où la lumière pénètre dans le milieu. L'angle d'incidence est l'angle que fait la lumière avec la normale en surface. L'angle de réfraction est l'angle de réfraction de la lumière par rapport à la normale dans le nouveau support.
Par exemple, un rayon de lumière parcourt un matériau d'indice de réfraction de X et pénètre dans un autre matériau d'indice de réfraction de Y. L'angle d'incidence est x et l'angle de réfraction est y. En utilisant les variables données, la loi de Snell s’écrirait ainsi: X * sinus (x) = Y * sinus (y). Pour connaître l'angle de réfraction, l'équation peut être réécrite sous la forme sinus (y) = X * sinus (x) / Y ou y = arcsin (X * sinus (x) / Y).
La densité du milieu dans lequel la lumière se déplace déterminera la vitesse de la lumière. Si le rayon lumineux pénètre dans un milieu plus dense, il ralentira et le rayon se pliera vers la normale. En se pliant vers la normale, l'angle de réfraction est inférieur à l'angle d'incidence. Si la lumière pénètre dans un milieu moins dense, elle accélère, ce qui la pousse à s’éloigner de la normale et l’angle de réfraction sera plus grand que l’angle d’incidence.
Par exemple, si un rayon de lumière se déplace de l’air à l’eau et pénètre dans l’eau à un angle de 30 degrés, nous pouvons utiliser la loi de Snell pour déterminer le degré de courbure de la lumière, ou y. L'indice de réfraction de l'air est 1, et pour l'eau, il est 1,33. En utilisant l'équation donnée précédemment, y = arcsin (1 * sine (30) / 1,33). sinus (30) = 0,5, donc y = arcsine (0,5 / 1,33) = 22,1. Ainsi, l'angle de réfraction de la lumière entrant dans l'eau selon un angle de 30 degrés est de 22,1 degrés.