Démonstration des lois de la réflexion et de la réfraction.

Démonstration des lois de la réflexion et de la réfraction.

LES lois fondamentales de la réflexion et de la réfraction s’étudient dans les cabinets de physique, à l’aide d’instruments coûteux et délicats; voici comment vous pourrez les vérifier avec un appareil beaucoup plus simple : un rond de carton dans lequel sont piquées trois épingles.
Le rond aura 0,06m de rayon; vous tracerez les diamètres perpendiculaires BA et CD. Prenez une longueur arbitraire, 0,012m par exemple et portez-la trois fois sur OC et quatre fois sur OD. Par les points E et F ainsi déterminés, menez GH et LI, parallèles à AB. Tracez les rayons HO et OL. Piquez les trois épingles tout près du bord du disque et bien perpendiculairement aux points G, H et L. Voilà l’appareil construit.
Maintenez le cercle verticalement dans une cuvette ou un seau d’eau, de façon que le diamètre horizontal BA se confonde avec le niveau du liquide.
(Pour opérer en public, nous adoptons un vase transparent, par exemple une cloche à fromage retournée et posée sur un bocal.)
Placez votre oeil sur le prolongement de la ligne OH, et vous constaterez que l’épingle H vous masque l’image des deux autres épingles G et L. Voici, en effet, ce qui se passe : Par suite de la rèfiexion de l’épingle G sur le niveau du liquide, son image vient au point K, sur le prolongement du rayon réfléchi OH, ce qui nous démontre bien que l’angle de réflexion HOC est égal à l’angle d’incidence GOC, puisque les angles GOC et KOD étaient égaux sur notre tracé, et que les angles KOD et HOC sont égaux comme opposés par le sommet.
En second lieu, la rèfraction nous montre au même point K l’image de l’épingle L, la distance de K au niveau de l’eau n’est plus que les 3/4 de la distance de Là ce niveau, distance qui était égale à OF, ce qui nous démontre que l’indice de réfraction de l’eau (c’est-à-dire la quantité dont les rayons lumineux sont relevés en passant de l’air dans l’eau) est égal à 3/4.
Voici comment, grâce aux lois de la réflexion et de la réfraction, les images des épingles G et L viennent se confondre en un même point K, masqué par l’épingle H à l’oeil de l’observateur.