En science, les rayons lumineux sont considérés comme des ondes. Ces ondes suivent des lois de réflexion et de réfraction qui définissent leur comportement, leur vitesse et leur configuration. La réfraction et la réflexion sont deux phénomènes qui régissent la propagation de la lumière.
La principale différence entre la réflexion et la réfraction est que dans la réflexion, un rayon lumineux (ou une onde) retourne au milieu d'où il provient après avoir frappé un plan avec un changement de direction. Dans la réfraction, le rayon lumineux traverse le plan et passe dans un autre milieu, en changeant de vitesse et de direction.
Dans cet article, nous allons aborder les deux phénomènes plus en détail, les comprendre en profondeur et souligner les différences entre les deux.
Qu'est-ce que la Réflexion ?
La réflexion est la modification de la direction d'un front d'onde à l'interface entre deux milieux différents, de sorte que le front d'onde retourne au milieu d'où il provient.
Les exemples courants sont la réflexion des ondes sonores et lumineuses. Dans le cas de la réflexion de la lumière, le rayon entrant qui frappe la surface est appelé rayon incident, et le rayon rebondi est appelé rayon réfléchi. En fonction de la nature du plan de frappe de l'onde, la réflexion peut être classée en deux types : la réflexion régulière et la réflexion irrégulière.
Un exemple simple de réflexion est l'image que nous voyons de nous-mêmes dans un miroir.
Qu'est-ce que la Réfraction ?
En physique, la réfraction est la redirection d'une onde lorsqu'elle traverse un milieu puis un autre. Un changement du milieu ou de la vitesse de l'onde peut entraîner une redirection.
La nouvelle énergie d'une onde réfractée dépend du changement de la vitesse et de la direction initiales de l'onde.
Bien que la réfraction des ondes lumineuses soit le phénomène le plus couramment observé, la réfraction peut également se produire avec les ondes sonores et les vagues d'eau.
Nous voyons fréquemment la réfraction de la lumière dans la vie quotidienne. Par exemple, lorsque vous êtes sous l'eau, les objets peuvent sembler plus proches qu'ils ne le sont. C'est la base sur laquelle les lentilles optiques sont construites, permettant des appareils comme les lunettes, les appareils photo, les jumelles, les microscopes et l'œil humain. Les arcs-en-ciel et les mirages ne sont que deux exemples de phénomènes optiques naturels causés par la réfraction.
Différences entre la Réflexion et la Réfraction
Basées sur des lois
Différentes lois régissent la réfraction et la réflexion :
- Le rayon incident, le rayon réfléchi et la normale de la surface de réflexion se trouvent dans le même plan.
- La normale fait le même angle avec le rayon réfléchi et le rayon incident.
- Les rayons réfléchis et incidents ne se trouvent pas du même côté mais dans la direction opposée de la normale.
La loi de la réfraction suit la loi de Snell, qui stipule que :
Le rapport entre le sinus de l'angle d'incidence et le sinus de l'angle de réfraction est constant dans tout milieu donné à deux. Le rayon incident, le rayon réfracté et le rayon normal résident tous dans le même plan à l'interface de deux milieux distincts quelconques.
Basé sur les surfaces
La réflexion se produit à partir de surfaces qui ne permettent pas à la lumière de les traverser. Ainsi, la lumière n'a qu'un seul chemin à suivre, celui d'être renvoyée dans le milieu d'origine. En revanche, la réfraction se produit sur des surfaces transparentes, c'est-à-dire qu'elles permettent à la lumière de les traverser partiellement, ce qui entraîne un changement de direction et de vitesse.
Basé sur la vitesse de la lumière
Lorsque la réflexion d'une onde lumineuse se produit, il n'y a pas de changement dans la vitesse de la lumière, alors que lorsque la même onde lumineuse subit une réfraction, sa vitesse change.
Basé sur les angles des ondes lumineuses
L'angle de réflexion et d'incidence est le même dans le cas de la réflexion. Dans le cas de la réfraction, l'angle d'incidence et l'angle de réflexion ne sont pas les mêmes.
Tableau de comparaison : Réflexion Vs Réfraction
| Paramètres | Réflexion | Réfraction |
| Description | Lorsque la lumière frappe une surface lisse, la réflexion se produit lorsque la lumière rebondit | La réfraction est la courbure des faisceaux lumineux lorsqu'ils passent par des lignes différentes |
| Nature de la surface | Surfaces brillantes | Surfaces transparentes |
| Types | Deux types : régulier et irrégulier | Il n'y a qu'un seul type |
| Occurrence | Il se produit dans les miroirs | Il se produit dans les lentilles |
| Vitesse de la lumière | La vitesse de la lumière après réflexion est inchangée | La vitesse de la lumière après la réfraction change |
Similitudes entre la Réflexion et la Réfraction
Le fait que les ondes lumineuses suivent strictement à la fois la réflexion et la réfraction est leur similarité la plus significative. À part cela, nous voyons que les critères du rayon incident, du rayon réfléchi et du rayon réfracté sont mentionnés dans les lois de la réflexion et de la réfraction. Dans la réflexion et la réfraction, le rayon incident, le rayon réfléchi et le rayon normal se trouvent tous dans le même plan.
FAQs
Qu'est-ce qui distingue un rayon réfléchi d'un rayon réfracté ?
La réfraction et la réflexion de la lumière se distinguent facilement l'une de l'autre. Lorsque les ondes se détachent de la surface, le rayon lumineux qui frappe le plan en réflexion retourne vers sa source ou son support d'origine. Mais en cas de réfraction, les ondes traversent la surface, changeant ainsi de direction et de vitesse.
Quels sont des exemples de réflexion et de réfraction ?
On peut trouver des exemples de réflexion et de réfraction dans la vie de tous les jours. Ils incluent :
1. Un miroir (réflexion)
2. Une surface brillante (réflexion)
3. Une bouteille d'huile en verre (réfraction)
4. Une lentille (réfraction)
Quel type de miroir est utilisé dans les phares des véhicules, et pourquoi ?
Un miroir concave ou convergent est utilisé dans les phares des automobiles car il possède une "surface de réflexion qui se rétracte vers l'intérieur". Lorsqu'un objet est placé dans sa zone de focalisation, il forme une image à l'infini, qui est utilisée pour concentrer la lumière. Les réflecteurs comme ces miroirs concaves sont utilisés dans les automobiles.
Conclusion
La réfraction et la réflexion permettent toutes deux de comprendre le comportement de la lumière. Les scientifiques s'en servent pour étudier diverses lois de la nature, le mouvement des planètes et divers phénomènes astronomiques. Elle aide également à étudier des phénomènes tels que la formation d'images dans un miroir, les arcs-en-ciel dans le ciel, les couchers de soleil, la capture de photographies, etc. Ces éléments sont extrêmement utiles pour le développement de la science et de la technologie.
