Physic Labs
Étape 1 sur 4 : Temps de parcours du trajet brisé
Intuition

On peut voir la lumière comme « choisissant » le point de pliage xx sur l'interface pour minimiser le temps total — comme un sauveteur qui court sur la plage puis nage en diagonale : courir étant plus rapide que nager, la route optimale n'est pas une ligne droite.

T(x)=a2+x2v1+b2+(d−x)2v2T(x) = \frac{\sqrt{a^2 + x^2}}{v_1} + \frac{\sqrt{b^2 + (d - x)^2}}{v_2}
Analyse

Supposons que le rayon va du point AA dans le milieu 1 au point BB dans le milieu 2, en traversant l'interface en xx. Les distances perpendiculaires de AA et BB à l'interface sont aa et bb, et la distance projetée le long de l'interface est dd. Par le théorème de Pythagore, les deux segments ont pour longueurs a2+x2\sqrt{a^2+x^2} et b2+(d−x)2\sqrt{b^2+(d-x)^2} ; en divisant par les vitesses v1v_1, v2v_2 dans chaque milieu puis en additionnant, on obtient le temps total T(x)T(x).