"Mais où est donc le petit côté ?" ou quelques explications didactiques sur la Loi optique de Snell-Descartes créant des illusions par réfraction de la lumière

"Mais où est donc le petit côté ?" est un film sur la réfraction dans l'eau avec Xavier Caruso, mathématicien CNRS.

Synopsis :

Jos Leys et moi-même venons de réaliser un film de vulgarisation dont l'objet est de présenter certains effets d'optique dûs à la réfraction de la lumière. Plus précisément, nous expliquons :

• Pourquoi un objet plongé dans un aquarium apparaît plus gros ;
• Pourquoi une paille plongée dans un verre d'eau semble se briser ;
• Pourquoi la ligne de fond d'une piscine semble beaucoup plus proche de nous lorsque celle-ci est remplie.

 

Source : Xavier Caruso.

 

Ce que dit Wikipédia sur la réfraction de la lumière :

En optique, chaque milieu transparent est caractérisé par son indice de réfraction noté ni . On appelle dioptre la surface séparant les deux milieux.

 

Les lois de la réfraction (la seconde loi principalement), énoncées par Snell et Descartes, permettent de rendre compte quantitativement du phénomène. Pour la réfraction, les lois de Snell-Descartes précisent que :

• Le rayon réfracté se situe dans le plan d'incidence (défini par le rayon incident et la normale au dioptre au mouvement d'incidence), rayon incident et rayon réfracté étant de part et d'autre de la normale ;
• Les angles d'incidence et de réfraction (i1) et (i2), mesurés par rapport à la normale sont tels que :

n1.Sin(i1) = n2.Sin(i2)

 

On peut alors remarquer que :

• Plus l'indice de réfraction n2 est grand, plus le rayon réfracté s'approche de la normale, et vice versa ;
• Lorsque l'indice de réfraction n2 est plus petit que n1 (par exemple : du verre à l'air), on peut dépasser une incidence dite « angle critique » au-delà de laquelle il y a réflexion totale.

Une excellente vidéo pour comprendre les phénomènes de réfraction : simple. didactique, et accessible à tous.

À voir !

Nota Bene :

• Pour un meilleur confort auditif, j'ai rehaussé le son de cette vidéo de 7 dB.
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