Physique / Optique
Calculateur de la loi de Snell-Descartes : réfraction et angle limite
Calculez la déviation de la lumière entre deux milieux à partir de leurs indices de réfraction et de l’angle d’incidence, trouvez l’angle limite de la réflexion totale et sélectionnez des milieux courants comme l’eau, le verre et le diamant dans une liste.
Calculateur de la loi de Snell-Descartes : réfraction et angle limite: n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂ donne l’angle de réfraction. La lumière qui passe de l’air à l’eau avec un angle de 30° est déviée à 22,04°, vers la normale. Dans l’autre sens, de l’eau vers l’air, les angles supérieurs à l’angle limite de 48,63° ne permettent pas à la lumière de sortir de l’eau : elle est réfléchie à l’intérieur. C’est la réflexion totale interne. Fonctionne 100 % localement dans votre navigateur, sans aucun téléversement de fichier vers le serveur.
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La lumière change de direction lorsqu'elle entre dans un matériau dont l'indice de réfraction est différent : n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂, les angles étant mesurés par rapport à la normale, la droite perpendiculaire à la surface. En entrant dans un milieu plus réfringent, elle se dévie vers la normale. En entrant dans un milieu moins réfringent, elle s'en éloigne ; au-delà de l'angle critique, elle ne peut plus en sortir, ce qui explique le fonctionnement des fibres optiques et l'éclat des diamants. Les indices correspondent à la lumière jaune ; ils varient légèrement selon la couleur.
Fibres optiques
Le cœur d'une fibre en verre possède un indice légèrement supérieur à celui de sa gaine. Ainsi, lorsque la lumière atteint la limite avec un angle supérieur à l'angle critique, elle est totalement réfléchie et parcourt des kilomètres dans la fibre avec peu de pertes.
Valeurs prédéfinies
L'eau à 1,333, le verre crown à 1,52, l'acrylique à 1,49 et le diamant à 2,417 sont des valeurs standard pour la lumière jaune du sodium ; les échantillons réels varient légèrement selon la température et la composition. Pour la mise au point plutôt que la réfraction, le calculateur d'équation des lentilles détermine où se forme une image.
Comment l'utiliser
- Sélectionnez ou saisissez les indices de réfraction des deux milieux.
- Saisissez ou faites glisser l’angle d’incidence, mesuré par rapport à la normale.
- Lisez l’angle de réfraction et l’angle limite, et consultez le schéma.
Confidentialité et limitations
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Questions fréquentes
Qu’est-ce que la normale ?
Une droite perpendiculaire à la surface au point où la lumière la frappe ; tous les angles sont mesurés par rapport à cette droite, et non par rapport à la surface.
Pourquoi le diamant scintille-t-il ?
Son indice de réfraction, 2,42, lui confère un angle limite de seulement 24,4° ; la lumière qui y pénètre se réfléchit de nombreuses fois à l’intérieur avant de s’en échapper.
Pourquoi les indices varient-ils selon la couleur ?
La plupart des matériaux dévient davantage la lumière bleue que la lumière rouge, ce qui explique qu’un prisme décompose la lumière blanche en un spectre ; les valeurs prédéfinies correspondent à la lumière jaune à 589 nm.
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