La réfraction
Le phénomène de réfraction dans un milieu comme le verre
La réfraction désigne le fléchissement d'une onde à l'interface entre deux milieux de vitesse de phase. La lumière est déviée lorsqu'elle passe d'un milieu transparent à un autre (par exemple : de l'air à l'eau, ou le contraire…). C'est ce phénomène qu'on observe lorsque l'on regarde une paille dans un verre : celle-ci paraît brisée. Cette « fracture » apparente est à l'origine du mot « réfraction ».
Source : wikipedia.org
La réfraction d'un rayon se détermine selon la loi de Snell-Descartes suivante :
- n1 sin(i1) = n2 sin(i2)
Où n est l'indice du milieu et l'indice de réfraction est une grandeur sans unité.
Les indices de réfraction influent sur la réfraction de la lumière dans un milieu.
C'est pourquoi tous les milieux n'ont pas le même indice de réfraction. Voici donc une liste des principaux milieux et leur indice de réfraction :
L'invisibilité est le fait de ne pas voir ce qui est visible ; or si deux milieux ont le même indice de réfraction, ils semblent confondus et aucune réfraction n'est présente. L'association de ces deux milieux semble un seul et même milieu.
Expérience :
Hypothèse : nous pensons qu'un objet en verre pyrex dans du glycérol peut devenir invisible
Matériel
- 1 bécher ou autre contenant transparent
- du glycérol
- un tube à essai ou un bâton en pyrex
Protocole
- Verser du glycérol dans le tube à essai
- Déposer le tube à essai dans le bécher contenant du glycérol
- Déposer l'agitateur dans le bécher
- Observer le résultat
Résultat : On constate que l'on ne voit plus (ou presque) l'objet en verre. Sur la vidéo, le tube à essai apparaît invisible.
Conclusion : Cela s'explique par le fait que le verre et le glycérol ont le même indice de réfraction. Les bords visibles du tube à essai et l'aspect non-liquide sur le dessus du bécher de 50ml sont dus aux erreurs expérimentales. Nous pouvons finalement en conclure que l'objet est devenu invisible.
Source : Thibault Lesueur
Application du phénomène :
La réfraction est un phénomène qui, dans certaines conditions est absent (même indice de réfraction), sans parler de la réflexion totale. La réfraction permet de rendre visible un objet dans un milieu. Cependant, deux milieux ayant un indice de réfraction semblable permettent une absence de réfraction. Cette expérience sur le glycérol et le verre nous montre ainsi l'invisibilité d'un agitateur en verre (milieu 1) dans du glycérol (milieu 2). Il existe par ailleurs des êtres vivants dotés de la même capacité que le glycérol et le verre possèdent : dans l'eau, par exemple, les méduses paraissent presque invisibles. Cela s’explique par la composition de leur corps, 90% d'eau dans la plus part des cas ; c'est pourquoi l'indice de réfraction de la méduse (en général) est très proche de celui de l'eau.
Source : beatricia.unblog.fr