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Vidéo de question : Déterminer le trajet des rayons lumineux subissant une réflexion Physique

La figure montre trois points – I, II et III – par lesquels un rayon lumineux pourrait éventuellement passer après avoir été réfléchi. Par lequel de ces points le rayon lumineux pourrait-il passer ?

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Transcription de vidéo

La figure montre trois points – I, II et III – par lesquels un rayon lumineux pourrait éventuellement passer après avoir été réfléchi. Par lequel de ces points le rayon lumineux pourrait-il passer ?

Pour répondre à cette question, nous devons prédire le trajet d’un rayon de lumière après qu’il a été réfléchi par cette surface. Cette flèche représente ici le rayon incident initial de lumière. La lumière se déplace dans la direction indiquée par la flèche. Comme il n’y a rien sur la trajectoire du rayon incident, nous savons qu’il se déplacera en ligne droite et continuera dans cette direction jusqu’à atteindre la surface. Il serait utile de prolonger une ligne, comme celle-ci.

Maintenant, nous devons déterminer dans quelle direction la lumière se déplace une fois qu’elle a été réfléchie par la surface. Commençons par dessiner la surface normale au point où le rayon rencontre la surface. Rappelons qu’une « normale » est simplement une droite perpendiculaire à la surface qui réfléchit la lumière. C’est particulièrement utile pour les schémas avec des rayons comme celui-ci, car nous allons devoir mesurer les angles par rapport à la normale à la surface.

En fait, définissons l’angle d’incidence comme l’angle entre la normale et le rayon de lumière incident. Nous appelons cet angle 𝜃 avec un indice i pour indiquer que c’est l’angle d’incidence.

Maintenant, pour dessiner la partie suivante de notre schéma optique, nous devons rappeler la loi de réflexion. La loi de réflexion indique que l’angle d’incidence est égal à l’angle de réflexion. En d’autres termes, l’angle entre la normale et le rayon lumineux incident est égal à l’angle entre la normale et le rayon réfléchi.

Donc, sur notre schéma, nous pouvons dessiner le rayon réfléchi, qui, nous le savons, devrait s’éloigner de la surface avec un angle 𝜃 indice r égal à 𝜃 indice i, mesuré par rapport à la normale.

Maintenant, tout ce que nous devons faire pour répondre à cette question est de continuer la trajectoire du rayon réfléchi et par lequel des trois points il passe. En faisant cela, nous voyons que le rayon lumineux passe par le point III.

Notez qu’il serait impossible pour ce rayon donné de passer par l’un des autres points. Pour passer par le point I ou le point II, l’angle entre le rayon et la normale devrait être plus petit. Mais cela n’est pas possible ; la loi de réflexion dit que l’angle de réflexion doit être égal à l’angle d’incidence.

Ainsi, nous avons déterminé qu’après réflexion, le rayon lumineux passerait par le point III.

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