Optique

Propagation rectiligne et réflexion

Dans un milieu transparent et homogène, la lumière se propage en ligne droite. Sur un miroir lisse, un rayon est réfléchi selon une loi précise.

Dans un milieu transparent et homogène, la lumière se propage en ligne droite. Sur un miroir lisse, un rayon est réfléchi selon une loi précise.

Applications et calcul

Vérification rapide

On peut vérifier la propagation rectiligne en regardant une bougie à travers trois cartons percés : la flamme n’est visible que si les trous sont alignés. Une ombre nette montre également que la lumière se propage presque en ligne droite lorsqu’un obstacle l’arrête. Un rayon est un modèle indiquant la direction de propagation, non un fil matériel ; un faisceau regroupe plusieurs rayons. Dans l’air, le trajet est pratiquement rectiligne à l’échelle d’une salle, mais il se courbe si l’indice varie, par exemple avec un gradient de température.La lumière blanche peut aussi se décomposer dans un prisme : le modèle des rayons doit être complété par le modèle ondulatoire lorsque la longueur d’onde intervient.La taille de l’ombre dépend aussi de la distance entre l’objet et l’écran.

Une source étendue produit aussi une pénombre : le bord de l’ombre n’est pas toujours net.

Sur une surface lisse, la réflexion est régulière : le rayon incident, le rayon réfléchi et la normale sont dans un même plan, et l’angle réfléchi égale l’angle incident. Chaque petite zone d’une surface rugueuse suit encore cette loi, mais les normales varient d’un point à l’autre et dispersent la lumière dans de nombreuses directions. Cette réflexion diffuse permet de voir un mur depuis plusieurs positions. La lumière est redirigée, non détruite, même si une partie de son énergie peut être absorbée.