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Lois de Descartes
Figure 9.15 Influence de la
réfraction sur la vision.
i 2,max
Figure 9.16 Cône de réfraction.
Lorsqu’on effectue un schéma, il faut donc prendre garde de dessiner correctement les
rayons en fonction des indices.
b) Réflexion totale
Dans le cas où n 2 < n 1 (Cf. figure 9.14), si on augmente progressivement l’angle
d’incidence i 1 , le rayon réfracté s’écarte de plus en plus de la normale jusqu’à valoir
p
2
. Dans ce cas si on continue à augmenter i 1 , il ne peut plus y avoir réfraction puisque
le rayon réfracté ne serait plus dans le milieu (2). Il existe donc un angle limite R lim
pour i 1 , correspondant à i 2 =
p
2
:
sin R lim =
n 2
n 1
(9.3)
Ainsi, pour i 1 > R lim , comme cela vient d’être écrit, il ne peut plus y avoir de rayon
réfracté, mais seulement un rayon réfléchi : il y a réflexion totale. Ce phénomène peut
être observé par exemple par un nageur sous l’eau qui, en se retournant, regarde la
surface et ne voit pas l’extérieur.
c) Réfraction limite
Dans le cas où n 2 > n 1 , le rayon se rapproche de la normale donc le problème de la
réflexion totale ne se pose pas. Les angles i 1 et i 2 vérifient i 2 < i 1 : la valeur maximale
de i 2 correspond à i 1 =
p
2
et sin i 2,max =
n 1
n 2
. Le rayon émergent est contenu dans un
cône de sommet le point d’incidence, de demi-angle au sommet i 2,max , appelé cône de
réfraction. Ainsi, si on imagine un aquarium sur lequel on a placé un cache percé d’un
petit trou, on ne peut voir à travers ce trou que ce qui se trouve à l’intérieur du cône
de réfraction. On ne voit pas, par exemple, le poisson de la figure 9.16. Dans ce cas,
on n’a pas tenu compte de la traversée de la paroi en verre par les rayons.
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