Qu'est-ce que « Indice de réfraction » ? — Physique

Définition 3.5 Physique du lycée · Chapitre 3 — Réfraction de la lumière

L’indice de réfraction d’un milieu transparent est le rapport

n = \frac{c}{v},

où $c = 3.00 \times 10^{8}\,\mathrm{m}/\mathrm{s}$ est la vitesse de la lumière dans le vide et $v$ sa vitesse dans le milieu. Comme $v \leq c$ , l’indice satisfait $n \geq 1$ ; il n’a pas d’unité. Quelques valeurs utiles :

milieu	air	eau	plexiglas	verre	diamant
$n$	$1.0003$	$1.33$	$1.49$	$1.50$	$2.42$

Rayons incident (bleu), réfléchi (gris) et réfracté (rouge). Tous les angles se mesurent depuis la normale (en tirets) ; en entrant dans le milieu plus dense (n_2 > n_1), le rayon se courbe vers la normale. — Rayons incident (bleu), réfléchi (gris) et réfracté (rouge). Tous les angles se mesurent depuis la normale (en tirets) ; en entrant dans le milieu plus dense ( $n_2 > n_1$ ), le rayon se courbe *vers* la normale.

Exemples

Exemple 3.6 (Vitesse de la lumière dans l’eau)

Dans l’eau, $v = \dfrac{c}{n} = \dfrac{3.00 \times 10^{8}\,\mathrm{m}/\mathrm{s}}{1.33} = 2.26 \times 10^{8}\,\mathrm{m}/\mathrm{s}$ . Dans le diamant, la lumière rampe à $3.00 \times 10^{8}\,\mathrm{m}/\mathrm{s}/2.42 = 1.24 \times 10^{8}\,\mathrm{m}/\mathrm{s}$ — moins de la moitié de sa vitesse dans le vide. Pour l’air, $n = 1.0003$ change la vitesse de $0.03\%$ : dans ce chapitre on traite l’air comme le vide et on prend $n_{\text{air}} = 1.00$ .

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Définition 2.2 Physique universitaire — 1re année · Chapitre 2 — Optique géométrique : rayons, réflexion, réfraction

Un milieu transparent laisse passer la lumière ; celle-ci y progresse à la vitesse $v < c$ . Son indice de réfraction vaut

n = \frac{c}{v} \geq 1 .

Vide : $n = 1$ ; air : $1.0003$ ; eau : $1.33$ ; verre ordinaire : $1.5$ à $1.6$ ; diamant : $2.42$ . Une onde de fréquence $\nu$ garde sa fréquence en entrant dans un milieu, si bien que sa longueur d’onde se contracte de $\lambda_0 = c/\nu$ dans le vide à $\lambda = \lambda_0/n$ .

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Exemples

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