Chapitre 9 – Réfraction, réflexion
On réalise facilement ce que représentent un objet réel et une image réelle car ce sont
des notions concrètes. Qu’en est-il d’un objet virtuel ou d’une image virtuelle ? Tout
le monde a déjà utilisé une loupe ou observé les yeux d’un interlocuteur qui porte des
lunettes. Dans ces cas, l’observateur a l’impression de voir des objets derrière la loupe
ou derrière les lunettes. La figure 9.9 représente le cas de la loupe. Les rayons issus
de l’objet réel A sont déviés par la loupe. Après la loupe, le faisceau semble issu de
A qui est l’image de A par la loupe. Cette image est virtuelle car ce ne sont pas
les rayons mais leur prolongement qui passent réellement par A . Cependant
pour l’œil qui observe, les rayons semblent provenir de A et non de A : il verra un
objet en A .
A
A
loupe
Figure 9.9 Loupe.
A
A
S 1
S 2
Figure 9.10 Formation d’un objet virtuel.
Comment fabriquer un objet virtuel ? Pour cela, il faut obtenir une image réelle A
d’un objet A avec un premier système optique (S 1 ), puis interposer un deuxième
système optique (S 2 ) entre A et (S 1 ). Alors A est un objet virtuel pour (S 2 ) comme
cela est représenté sur la figure 9.10.
Si le faisceau est parallèle, cela revient à rejeter l’objet ou l’image à l’infini.
2. Lois de Descartes
2.1 Réflexion
La réflexion consiste en un brusque changement de direction de la lumière incidente
qui, après avoir rencontré une surface réfléchissante, revient dans son milieu de propagation initial.
Si la surface réfléchissante est en métal poli, on parle de réflexion métallique. Le facteur
de réflexion en énergie, c’est-à-dire la fraction de la puissance de la lumière incidente
qui est réfléchie, est alors proche de 1 (il dépend de l’inclinaison des rayons lumineux
et aussi fortement de la longueur d’onde). Il faut noter que les miroirs domestiques
comporte une plaque de verre protectrice sous laquelle est déposée la couche réfléchissante. Cela peut donner des images parasites comme on le verra en exercice. Une
surface réfléchissante est représentée avec des hachures.
Si la surface réfléchissante est la surface de séparation entre deux milieux transparents,
on parle de réflexion vitreuse (ou dioptrique). Le facteur de réflexion en énergie dépend
des indices des deux milieux ainsi que de l’inclinaison du rayon lumineux. Bien qu’on
206
On réalise facilement ce que représentent un objet réel et une image réelle car ce sont
des notions concrètes. Qu’en est-il d’un objet virtuel ou d’une image virtuelle ? Tout
le monde a déjà utilisé une loupe ou observé les yeux d’un interlocuteur qui porte des
lunettes. Dans ces cas, l’observateur a l’impression de voir des objets derrière la loupe
ou derrière les lunettes. La figure 9.9 représente le cas de la loupe. Les rayons issus
de l’objet réel A sont déviés par la loupe. Après la loupe, le faisceau semble issu de
A qui est l’image de A par la loupe. Cette image est virtuelle car ce ne sont pas
les rayons mais leur prolongement qui passent réellement par A . Cependant
pour l’œil qui observe, les rayons semblent provenir de A et non de A : il verra un
objet en A .
A
A
loupe
Figure 9.9 Loupe.
A
A
S 1
S 2
Figure 9.10 Formation d’un objet virtuel.
Comment fabriquer un objet virtuel ? Pour cela, il faut obtenir une image réelle A
d’un objet A avec un premier système optique (S 1 ), puis interposer un deuxième
système optique (S 2 ) entre A et (S 1 ). Alors A est un objet virtuel pour (S 2 ) comme
cela est représenté sur la figure 9.10.
Si le faisceau est parallèle, cela revient à rejeter l’objet ou l’image à l’infini.
2. Lois de Descartes
2.1 Réflexion
La réflexion consiste en un brusque changement de direction de la lumière incidente
qui, après avoir rencontré une surface réfléchissante, revient dans son milieu de propagation initial.
Si la surface réfléchissante est en métal poli, on parle de réflexion métallique. Le facteur
de réflexion en énergie, c’est-à-dire la fraction de la puissance de la lumière incidente
qui est réfléchie, est alors proche de 1 (il dépend de l’inclinaison des rayons lumineux
et aussi fortement de la longueur d’onde). Il faut noter que les miroirs domestiques
comporte une plaque de verre protectrice sous laquelle est déposée la couche réfléchissante. Cela peut donner des images parasites comme on le verra en exercice. Une
surface réfléchissante est représentée avec des hachures.
Si la surface réfléchissante est la surface de séparation entre deux milieux transparents,
on parle de réflexion vitreuse (ou dioptrique). Le facteur de réflexion en énergie dépend
des indices des deux milieux ainsi que de l’inclinaison du rayon lumineux. Bien qu’on
206