Pourquoi une paille plongée dans un verre d’eau paraît-elle brisée ?
⭐ La réfraction est la déviation d’une onde qui change de milieu. En passant de l’air à l’eau, la lumière ralentit et son trajet se courbe à l’interface. La vitesse ne change pas la fréquence, mais la longueur d’onde.
🔑 Le mécanisme. (1) Chaque milieu a un indice de réfraction n (n = c/v ; air ≈ 1,00 ; eau ≈ 1,33 ; verre ≈ 1,5). (2) La loi de Snell-Descartes relie les angles : n₁·sin(i₁) = n₂·sin(i₂). (3) En entrant dans un milieu plus dense (n plus grand), le rayon se rapproche de la normale. (4) Notre cerveau suppose la lumière rectiligne : d’où le bâton « brisé ».
⚠️ Esprit critique. (1) La réfraction dépend de la longueur d’onde : le bleu dévie plus que le rouge, ce qui décompose la lumière (dispersion) et crée l’arc-en-ciel. 🔑 (2) Au-delà d’un angle limite, plus de réfraction possible : c’est la réflexion totale interne, principe des fibres optiques. (Cf. L’Optique Géométrique.)
Les lentilles (lunettes, appareils photo, œil) exploitent la réfraction pour concentrer ou diverger les rayons.