dimanche 16 octobre 2016, par Oscillo&Becher
Contrairement aux ondes mécaniques, la lumière (les ondes électromagnétiques OEM de manière générale) n’ont pas besoin de matière pour se propager.
Si donc les OEM peuvent se propager dans le vide à la célérité C, elles peuvent aussi se propager dans des milieux dits"transparents" à la célérité v.
Dans un milieu transparent (matériel), les OEM ne se propagent jamais aussi vite que dans le vide.
On a donc v $<$ C
On peut définir un indice de réfraction $n_{i}$ dans l'expression $v_{i} = \frac{C}{n_{i}}$
avec :
$v_{i}$ : célérité de l'OEM dans le milieu transparent i (en $m.s^{-1}$)
C : célérité de l'OEM dans le vide (en $m.s^{-1}$)
$n_{i}$ : indice de réfraction du milieu transparent i
Exemples :
milieu | air | eau | plexiglass | diamant |
---|---|---|---|---|
indice n | 1,00028 | 1,33 | 1,50 | 2,5 |
On constate que l'indice de réfraction de l'air est assimilable à 1 : la célérité de la lumière dans l'air est quasiment égale à la célérité de la lumière dans le vide.
C'est ce phénomène que l'on observe lorsque l'on voit la lumière changer de direction quand elle passe d'un milieu transparent à un autre (par exemple : de l'air à l'eau ...).
Le dioptre est la surface de séparation entre les deux milieux d'indices $n_{1}$ et $n_{2}$.
Si, donc, la lumière change de vitesse et de direction quand elle passe d'un milieu à un autre, il faut savoir que la fréquence $\nu$ d’une radiation monochromatique, elle, ne change pas.
Pour toute onde, on a $v = \frac{\lambda}{T} = \lambda \times f$
$C = \lambda_{o}.\nu$ (1) avec $\lambda_{o}$ : longueur d'onde de la radiation dans le vide
$v = \lambda.\nu$ (2) avec $\lambda$ : longueur d'onde de la radiation dans le milieu transparent
Faisons le rapport des expressions $\frac{(1)}{(2)}$, on obtient :
$n = \frac{\lambda_{o}}{\lambda}$