Réfraction

1994/07/01 Bandres Unanue, Luis Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Fisika

La réfraction en elle-même est juste une conséquence de la vitesse de la lumière. Comme nous le savons tous, même si la vitesse de la lumière est extrêmement élevée, elle n'est pas infinie, c'est-à-dire que les rayons de lumière ont besoin d'un délai pour atteindre une distance. Cette vitesse est si élevée (300.000 km/s sous vide) que dans la plupart des cas elle n'est pas prise en compte et est considérée comme infinie.

Mais cette vitesse est là et dans chaque environnement a une valeur spéciale, toujours très élevée, oui. Dans le vide a ce qui a été dit ci-dessus et est le plus grand possible.

Qui n'a pas vu ou utilisé une paire de lunettes? Ou une loupe ?. Les lentilles utilisées dans ces appareils et dans de nombreux autres appareils optiques ne font qu'utiliser la réfraction. Il faut donc connaître et comprendre en quoi consiste la raison de la réfraction.

Pourquoi la réfraction de la lumière

Les rayons de lumière, en passant d'un milieu à l'autre, en raison des vitesses qu'ils ont dans chacun d'eux, modifient leur direction. Ce phénomène est connu comme réfraction. Pour beaucoup, ce n'est qu'une curiosité de la Nature: quand ils voyagent dans un milieu, si les rayons ont une direction, en passant à un autre, pourquoi pensez-vous cette direction? La lumière fait ce que font toutes les autres ondes qui bougent. Pour le prouver, l'astronome et physicien du siècle dernier, John Herschel, nous a donné un exemple clair: celui qui se produit quand un groupe militaire passe d'une parcelle à l'autre plus difficile à parcourir. Voyons comment il disait:

« Pensons qu’un groupe militaire en formation se déplace sur un terrain et qu’une ligne droite divise le terrain en deux zones : une lisse, propre et accessible, et une autre lisse, sortante et qui ne permet pas de marcher aussi vite que l’autre.

Qui n'a pas vu ou utilisé une paire de lunettes? Ou une loupe ? Les lentilles utilisées dans ces appareils et dans de nombreux autres appareils optiques ne font qu'utiliser la réfraction.

Pensons, en outre, que le front du groupe forme un angle avec la ligne de séparation entre les deux zones, donc pas tous les soldats qui forment ce front atteignent la même ligne, mais l'un après l'autre. Dans cette situation, une fois la limite dépassée, vous ne pouvez pas aller aussi vite qu'avant. Avec le reste des soldats de sa ligne, c'est-à-dire avec ceux qui sont sur le meilleur terrain, il ne formera pas la file et sera de plus en plus retardé.

Chaque soldat qui dépasse la frontière aura la même chose, car il trouve le même obstacle à la marche, et si la formation ne se casse pas, la partie qui a dépassé la frontière sera retardée par rapport à l'autre, formant un angle obtus par rapport à elle au point de transition de la ligne frontalière. Et comme il faut maintenir le pas sans entraver les uns les autres, chaque soldat doit avancer en formant un angle droit par rapport au nouveau front de la colonne. Par conséquent, une fois la ligne dépassée, le chemin qui conduit chacun d'eux sera, d'une part, associé au nouveau front et, de l'autre, la relation entre le chemin parcouru et celui qui fonctionnerait au cas où il n'aurait pas été un retard est égal à la vitesse nouvelle et la précédente.”

C'est ce qui arrive à la lumière. Nous pouvons réaliser un simple essai à notre table pour avoir une représentation graphique de la réfraction de la lumière. Pour ce faire, la moitié de la table s'échelonne avec un zamau et, après un léger courbé, se place sur elle deux roues avec le même axe, c'est-à-dire tout jouet cassé. Si la direction des roues est attachée à celle du bord du zamauque, la route ne s'incline pas. Dans ce cas, c’est l’expression de la loi «le rayon de lumière associé au plan de distribution ne se réfracte pas» qui se produit dans l’optique.

Essai de représentation graphique de la réfraction de la lumière.

Au contraire, si la direction du mouvement des roues forme un angle avec le bord de la charge, la route qu'elles mènent se tord quand on arrive à ce bord, c'est-à-dire que la différence entre les vitesses des roues se produit à la limite des deux zones. En passant de la partie de vitesse maximale (c'est-à-dire sans charge) à la partie de vitesse inférieure (c'est-à-dire avec chargement à plateau), la direction de la voie (de la foudre) s'approche de l'«incidence associée» et vice versa en passant de charge à table propre.

De tout cela, nous pouvons tirer une conclusion de grande importance qui nous indique l'essence du phénomène qui nous occupe, à savoir que la réfraction est conditionnée par la différence entre les vitesses de la lumière dans les deux médias. Et la réfraction sera plus grande que cette différence. Par conséquent, le soi-disant indice de réfraction, qui est utilisé pour exprimer la déviation des rayons, est seulement la relation entre ces vitesses.

Par conséquent, quand on passe de l'air à l'eau on nous dit que le taux de réfraction est 4/3, par exemple, la lumière est 1,3 fois plus légère que celle de l'air.