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Physique-chimie · Seconde

Réfraction et réflexion, lois de Snell-Descartes : fiche de 2de

Publié le 9 novembre 2026 · Mis à jour le 9 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • Quand la lumière arrive sur la frontière entre deux milieux, elle peut être réfléchie (elle repart dans le premier milieu) ou réfractée (elle change de direction en passant dans le second).4
  • Chaque milieu est caractérisé par son indice de réfraction nn, qui mesure à quel point il ralentit la lumière.4
  • La loi de la réfraction s'écrit n1⋅sin⁡(i)=n2⋅sin⁡(r)n_1 \cdot \sin(i) = n_2 \cdot \sin(r), à condition qu'il n'y ait pas de réflexion totale.2
  • Les lois de Snell-Descartes sont au nombre de quatre : deux pour la réflexion, deux pour la réfraction.4
  • Pour calculer un angle, on liste les données, on isole sin⁡(r)\sin(r), puis on utilise la fonction réciproque du sinus de la calculatrice.

Ce qu'il faut savoir

La loi de la réfraction

Les angles se mesurent à partir de la normale, la droite perpendiculaire à la surface au point d'incidence, et non à partir de la surface elle-même.

Si n2>n1n_2 > n_1, alors sin⁡(r)<sin⁡(i)\sin(r) < \sin(i) : le rayon se rapproche de la normale. Si n2<n1n_2 < n_1, c'est l'inverse : le rayon s'en éloigne. Tu peux le vérifier en isolant sin⁡(r)=n1n2sin⁡(i)\sin(r) = \dfrac{n_1}{n_2}\sin(i).

Méthode de calcul

Questions flash

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  1. Quelle relation traduit la loi de la réfraction de Snell-Descartes ?

  2. La relation de Snell-Descartes pour la réfraction s'applique même lorsqu'il y a réflexion totale.

  3. Un rayon passe de l'air (n1=1,00n_1 = 1{,}00) vers un verre (n2=1,50n_2 = 1{,}50) avec un angle d'incidence i=30°i = 30°. Quelle est la valeur de l'angle de réfraction rr, en degrés, arrondie au dixième ?

  4. Combien de lois de Snell-Descartes existe-t-il au total, et comment se répartissent-elles ?

Les questions qu'on se pose

Pourquoi utilise-t-on le sinus des angles et pas les angles directement ?

La loi établie par Snell et Descartes relie les sinus des angles d'incidence et de réfraction, pas les angles eux-mêmes.2 C'est pourquoi il faut passer par la fonction sin⁡−1\sin^{-1} de la calculatrice pour retrouver l'angle. Diviser directement les angles donne un résultat faux.

Comment savoir si un rayon se rapproche ou s'éloigne de la normale ?

Compare les indices. En isolant sin⁡(r)=n1n2sin⁡(i)\sin(r) = \dfrac{n_1}{n_2}\sin(i), tu vois que si n2>n1n_2 > n_1 alors sin⁡(r)<sin⁡(i)\sin(r) < \sin(i) : le rayon se rapproche de la normale. Si n2<n1n_2 < n_1, il s'en éloigne. Ce contrôle rapide permet de repérer une erreur de calcul.

Que veut dire « à condition qu'il n'y ait pas de réflexion totale » ?

La relation donne l'angle de réfraction seulement si un rayon réfracté existe.2 Dans le cas contraire, la lumière ne passe pas dans le second milieu et la formule ne s'applique pas. Avant de calculer, pense donc à vérifier ce point.

Sources

Programme visé : Programme de physique-chimie de seconde générale et technologique · Ministère de l'Éducation nationale et de la Jeunesse

  1. Programme de physique-chimie de seconde générale et technologique, Ministère de l'Éducation nationale et de la Jeunesse. Consulté le 9 novembre 2026.
  2. Réfraction lumineuse - Ressource d'accompagnement, Éduscol. Consulté le 9 novembre 2026.
  3. Optique géométrique des arcs-en-ciel et des mirages, Éduscol. Consulté le 9 novembre 2026.
  4. Lois de Snell-Descartes, Wikipédia. Consulté le 9 novembre 2026.
  5. René Descartes, Wikipédia. Consulté le 9 novembre 2026.

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