La réfraction est la flexion des ondes lors de leur passage d'un support à un autre, en raison d'un changement de leur vitesse. Le phénomène est le plus souvent associé à la lumière, mais peut également s'appliquer à paraître, ou même de l'eau, les vagues. Il se produit quand une série de vagues se déplace vers le nouveau support à un angle, de sorte qu'un côté subit un changement de vitesse avant l'autre, l'amenant à se tourner vers le côté plus lent de la même façon qu'un véhicule en mouvement a tendance à tourner si un côté est ralenti plus que l'autre. Réfraction peut causer faire apparaître des objets déplacés, et peut amplifier les sons lointains. Il a de nombreux usages dans le contexte de la lumière, tels que des lentilles et des prismes.
Indice de réfraction
Chaque moyen par lequel les vagues peuvent se déplacer a un indice de réfraction qui indique la vitesse à laquelle ils vont voyager. Dans le cas de la lumière, ceci est obtenu en divisant la vitesse dans le vide par sa vitesse dans le support en question. Il s'agit d'un rapport entre les vitesses de rotation des supports, de sorte qu'il n'est pas mesuré dans une unité. L'indice de réfraction augmente généralement avec la densité du milieu: il est l'un d'un vide et est supérieur à un pour tous les matériaux naturels connus.
Air a typiquement un indice de réfraction d'environ 1,00029, mais elle varie avec la température et la pression. Pour l'eau, la valeur est d'environ 1,33, et pour le verre, d'environ 1,50 à 1,75, en fonction du type. Diamant a un indice de réfraction très élevé de 2,417, ce qui produit l'effet de scintillement bien connu.
Exemples quotidiens
L'exemple le plus couramment utilisé lors de l'examen de réfraction est une paille dans l'eau. Quand la paille est placée dans un verre d'eau et vue de côté, il semble être rompu ou plié. Ceci est dû à la différence entre les indices de réfraction de l'air et de l'eau. L'eau étant plus dense que l'air, de la paille apparaît à plier comme la lumière qu'il réfléchit est ralenti par la densité de l'eau. Ce phénomène rend également des objets immergés, comme les poissons, regarder de plus près de la surface que ce qu'ils sont réellement.
Etant donné que l'indice de réfraction de l'air varie avec la température et la pression, les objets peuvent apparaître déplacés ou déformés dans certaines conditions. L'illusion familier de l'eau se trouvant sur une route par une journée chaude en est un exemple: il s'agit d'une image réfractée du ciel causée par le réchauffement de l'air près de la surface de la route.Parfois, des couches d'air à différentes températures et pressions peuvent rendre les objets qui sont à l'horizon visible - c'est ce qu'on appelle un mirage . Différentes couches d'air peut produire des phénomènes semblables avec le son. Dans de bonnes conditions, sons lointains peuvent sembler proches parce que certains des ondes sonores, la position initialement au-dessus de l'auditeur peut être plié vers le bas, ce qui augmente le volume.
Un exemple plus commun est un arc en ciel, où le soleil est réfractée par les gouttes de pluie. La lumière du soleil se compose d'un mélange de différentes longueurs d'onde, ou des couleurs de la lumière bleue, avec, par exemple, ayant une longueur d'onde plus courte que le rouge. Lorsque cette lumière passe à travers les gouttes de pluie, les longueurs d'onde plus courtes sont repliées plus que les plus longs, diviser la lumière en ses différentes couleurs.
Utilise
Les utilisations les plus courantes de réfraction sont des lentilles et des prismes. Une lentille est conçue de sorte que la lumière entrant il est focalisé par la réfraction vers un point, en produisant une image agrandie d'un objet. Les lentilles peuvent être utilisés dans les jumelles et télescopes d'obtenir des images détaillées des objets éloignés ou dans des loupes et des microscopes pour voir de très petits objets, tels que les microorganismes ne sont pas visibles à l'œil nu. Un prisme peut être utilisé pour diviser la lumière vers le haut dans les différentes couleurs de la même manière que les gouttelettes d'eau crée un arc, mais en donnant une image plus précise qui peut être utilisé pour analyser la source de lumière en détail.
La loi de Snell
Le phénomène de réfraction était connue au moins depuis l'époque des Grecs anciens, et un certain nombre de personnes à travers l'histoire ont formulé des lois pour le décrire, y compris Ibn Sahl de Bagdad, qui en 984 est venu avec une description très précise, qu'il utilisé pour créer des lentilles. L'astronome néerlandais Willebrord van Roijen Snell a produit une loi mathématique en 1621, qui a ensuite été modifié dans la formule appelée " loi de Snell "par René Descartes en 1637. Il peut être utilisé pour calculer l'angle de réfraction pour la lumière passant à travers deux milieux différents.
