CHAPITRE 5 – OPTIQUE GÉOMÉTRIQUE
2 Lois de Descartes
Les lois de Descartes sont les lois fondamentales de l’optique géométrique.
2.1 Lois de Descartes pour la réflexion
a) Réflexion d’un rayon lumineux
La réflexion consiste en un changement de direction d’un rayon lumineux « rebondissant »
sur une surface réfléchissante (voir figure 5.1). On distingue le rayon incident, rayon lumineux avant la réflexion, et le rayon réfléchi, rayon lumineux après la réflexion.
La surface réfléchissante doit être parfaitement lisse à l’échelle de la longueur d’onde de la
lumière. Il s’agit le plus souvent d’une surface métallique polie. L’usage est d’appeler cette
surface miroir et de la représenter avec des hachures à l’arrière.
Le point I où le rayon incident rencontre la surface réfléchissante est appelé point d’incidence. La droite passant par I, orthogonale à la surface réfléchissante, est appelée normale
en I. Le plan contenant le rayon incident et la normale en I est le plan d’incidence (voir
figure 5.1).
miroir
plan
d’incidence
normale en I
I
i r
Figure 5.1 – Réflexion sur un
miroir.
+
i r
I
Figure 5.2 – Représentation
de la réflexion dans le plan
d’incidence.
b) Lois de la réflexion
Les angles entre la normale et les rayons incident et réfléchi sont notés i et r et appelés
respectivement angle d’incidence et angle de réflexion. Ces angles doivent être algébrisés
(voir annexe mathématique). Il est très important de les prendre toujours de la normale vers
les rayons. Leurs signes dépendent du sens positif choisi et sont opposés.
Les lois de Descartes pour la réflexion s’énoncent ainsi :
1. le rayon réfléchi est compris dans le plan d’incidence,
2. les angles d’incidence i et de réflexion r, sont liés par la relation :
r = −i.
(5.1)
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2 Lois de Descartes
Les lois de Descartes sont les lois fondamentales de l’optique géométrique.
2.1 Lois de Descartes pour la réflexion
a) Réflexion d’un rayon lumineux
La réflexion consiste en un changement de direction d’un rayon lumineux « rebondissant »
sur une surface réfléchissante (voir figure 5.1). On distingue le rayon incident, rayon lumineux avant la réflexion, et le rayon réfléchi, rayon lumineux après la réflexion.
La surface réfléchissante doit être parfaitement lisse à l’échelle de la longueur d’onde de la
lumière. Il s’agit le plus souvent d’une surface métallique polie. L’usage est d’appeler cette
surface miroir et de la représenter avec des hachures à l’arrière.
Le point I où le rayon incident rencontre la surface réfléchissante est appelé point d’incidence. La droite passant par I, orthogonale à la surface réfléchissante, est appelée normale
en I. Le plan contenant le rayon incident et la normale en I est le plan d’incidence (voir
figure 5.1).
miroir
plan
d’incidence
normale en I
I
i r
Figure 5.1 – Réflexion sur un
miroir.
+
i r
I
Figure 5.2 – Représentation
de la réflexion dans le plan
d’incidence.
b) Lois de la réflexion
Les angles entre la normale et les rayons incident et réfléchi sont notés i et r et appelés
respectivement angle d’incidence et angle de réflexion. Ces angles doivent être algébrisés
(voir annexe mathématique). Il est très important de les prendre toujours de la normale vers
les rayons. Leurs signes dépendent du sens positif choisi et sont opposés.
Les lois de Descartes pour la réflexion s’énoncent ainsi :
1. le rayon réfléchi est compris dans le plan d’incidence,
2. les angles d’incidence i et de réflexion r, sont liés par la relation :
r = −i.
(5.1)
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