Angle limite et réflexion totale

[JuicyGlucose]

Saluut,

J'aimerais savoir : à quoi correspond l'angle limite en physique c'est assez galère à visualiser du coup tout est confus dans ma tête , c'est bien différent de l'angle réfracté ?

Et pourquoi si n1>n2 et donc que θ1<θ2 on a une réflexion totale ? Je croyais que la réflexion totale c'était quand θ1>angle limite

Voilà voilà (c'est tout pour le moment)
Merci d'avance pour ceux qui m'éclaireront et bonne journée

[Amandab]

Bonjour !
Je vais essayer de te répondre point par point

On va commencer par définir l'angle réfracté !
L'angle réfracté est en fait défini par le rayon réfracté, qui est la résultante du passage du rayon dans un milieu avec un indice optique "n" différent. Cette notion de rayon réfracté explique pourquoi en mettant, par exemple, un bâton dans l'eau, il se retrouve "tordu", parce que l'eau a un indice optique différent de celui de l'air !
Ton angle réfracté sera alors l'angle que tu retrouves entre la normale et le rayon réfracté

réfraction.png (24 Kio) Vu 260 fois

Maintenant, qu'est-ce donc que l'angle limite ?
L'angle limite est défini comme l'angle à partir duquel tu n'auras plus aucune réfraction ! En situation normale tu as un rayon incident, un rayon réfracté et un rayon réfléchi. Si tu n'as plus de rayon réfracté (l'image de ton bâton tout tordu dans l'eau) tu n'auras plus que le rayon réfléchi (le reflet de ton bâton à la surface de l'eau) !
Le prof avait une application dont je te mets le lien ici, je te conseille de t'amuser un peu avec, ça m'avait aidée à visualiser ! D'ailleurs pendant son cours le prof avait donné une explication un peu "vulgarisée" à ce phénomène.
En fait tu peux comprendre cette réflexion totale par la vitesse de la lumière dans un matériau !
En début de cours, on te dit que v=c/n. On peut obtenir réflexion totale si le milieu d'origine du rayon incident est plus réfringent (donc a un indice optique "n" supérieur) que le 2ème milieu dont il est séparé par un dioptre. Le prof avait vulgarisé ça en expliquant que dans le milieu le plus réfringent, la vitesse était inférieure à celle dans le second milieu, donc dans le 2nd milieu, l'angle réfracté serait supérieur à l'angle incident (en fait, l'angle réfracté "augmente" plus vite que l'angle incident).
Du coup, à un moment donné, l'angle réfracté "dépasse" le dioptre (à savoir que l'angle limite se mesure par rapport à la normale, cf ce post) et tu n'obtiens QUE de la réflexion !

En bref, que dois tu retenir pour l'angle limite ?
L'angle limite c'est tout simplement, comme évoqué dans la partie juste avant, la valeur de l'angle à partir duquel tu auras réflexion totale. Attention ! comme tu peux le voir, la notion d'angle réfracté et d'angle limite sont bien distinctes !

Pour finir, pourquoi retrouve-t-on ces valeurs d'angle pour la réflexion totale ?
Alors en soi, la compréhension de cette partie c'est du bonus, ça t'aider à mieux te souvenir de la formule si tu as visualisé le concept mais si ce n'est pas le cas, don't worry ce n'est vraiment pas grave, c'est de la pure démonstration

Tu t'es un peu emmêlé dans tous ces angles et ces sinus je crois. Je te fais un petit récap' !
Le postulat de base c'est que n1>n2 (milieu 1 avec un indice optique plus réfringent que celui du milieu 2). Si tu prends la loi Snell Descartes, n1.sin(θ1)=n2.sin(θ2) donc pour que cette équation reste vraie, sin(θ1)<sin(θ2).
Ensuite, sin(θ2)=1 du fait que l'on est dans un cas de réflexion totale, parce que l'angle pour lequel sinθ=1 vaut 0, donc ton angle réfracté n'existe plus ! Si tu prends un cercle trigonométrique, en considérant les valeurs de sinus entre 0 et -1, tu vois bien que pour sinθ=1, tu te retrouves "sur le dioptre" (je rappelle que l'angle limite se mesure par rapport à la normale).

Tu ne te préoccupes donc plus de ton angle réfracté dans ta formule et tu le remplaces par "1". Tu te retrouves au final avec (n1/n2).sin(θ1)=1.
Si on réfléchit, dans cette équation que représente sin(θ1) ? Il représente l'angle à partir duquel tu as un angle réfracté nul, donc à partir duquel tu n'as plus d'angle réfracté. Si tu regardes la définition que je t'ai donnée plus haut, cela correspond exactement à la définition de l'angle limite
Tu peux ainsi remplacer θ1 par θL ! Tu retrouves ton équation θ1>θL

Pour expliquer que l'inégalité θ1<θ2 soit "équivalente" à l'inégalité n1>n2, je te conseille juste de regarder au-dessus ! L'angle incident doit être inférieur à l'angle réfracté, d'une part pour correspondre à une égalité (selon la loi de Snell-Descartes que je t'ai présentée plus haut) et d'autre part pour correspondre à une situation que tu peux visualiser par la petite application que je t'ai laissée plus haut également

Voilà ! J'espère que j'aurai pu répondre à ta question, c'est une partie de cours vraiment complexe donc c'est normal si tu n'as pas réussi à comprendre toutes les subtilités
Si une notion te pose encore problème ou que ma réponse ne te convient pas, n'hésite pas !

En tout cas bon courage pour cette année

[JuicyGlucose]

Merci beaucoup pour ces magnifiques explications !
Tout est beaucoup plus clair dans ma tête (c'est pas évident, je m'étais embrouillée avec toutes ces formules et ces angles ) et le lien de l'application est vraiment pas mal pour la visualisation.

Encore merci pour le temps que tu as passée pour rédiger cette réponse parfaite

[Amandab]

De rien !
Bon courage