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

La figure montre un point P que l’un des trois rayons lumineux A, B et C pourrait éventuellement traverser après avoir été réfléchi. Quel rayon de lumière passerait par le point?

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Transcription de vidéo

La figure montre un point P que l’un des trois rayons lumineux A, B et C pourrait éventuellement traverser après avoir été réfléchi. Quel rayon de lumière passerait par le point? (A) rayon A, (B) rayon B, (C) rayon C, (D) tous ces rayons.

Une question nous est posée pour déterminer lequel des trois rayons, A, B ou C, passe par le point P après avoir été réfléchi sur la surface représentée sur la figure. Rappelons que, en l’absence d’un obstacle, les rayons lumineux voyagent en trajectoires rectilignes. Mais bien sûr, dans ce cas, il y a quelque chose qui fait obstacle à ces rayons lumineux. Il y a cette surface ici, sur laquelle les rayons lumineux vont être réfléchis.

Nous pouvons voir que la surface est plate, ce qui signifie que ces rayons lumineux subiront une réflexion spéculaire. La loi de réflexion nous dit ce qui arrive aux rayons lumineux qui sont réfléchis sur une surface. En considérant une surface plane, nous pouvons tracer une droite perpendiculaire à celle-ci, appelée la droite normale ou normale à la surface. Supposons que nous avons un rayon de lumière incidente qui forme un angle de 𝜃 indice 𝑖 par rapport à cette droite normale. C’est l’angle d’incidence du rayon lumineux.

Le rayon sera réfléchi à partir de la surface selon la loi de réflexion, qui dit que l’angle d’incidence est égal à l’angle de réflexion, mais du côté opposé de la normale. L’angle de réflexion, que nous appellerons 𝜃 indice 𝑟, est l’angle que le rayon de lumière réfléchie forme avec la droite normale, c’est-à-dire cet angle ici. Ainsi, la loi de réflexion dit que 𝜃 indice 𝑖 est égal à 𝜃 indice 𝑟. Ou l’angle que le rayon de lumière incidente forme avec la droite normale est égal à l’angle que le rayon de lumière réfléchie forme avec la droite normale.

En utilisant ces informations, nous pouvons étendre le trajet de chacun de ces trois rayons lumineux à partir de la question. Commençons par le rayon A. Nous savons qu’il se déplace sur une trajectoire rectiligne jusqu’à ce qu’il rencontre la surface. Ensuite, nous devons tracer la droite normale au point où le rayon atteint la surface. Nous savons par la loi de réflexion que l’angle entre la normale et le rayon réfléchi est égal à cet angle ici, l’angle d’incidence. En mesurant cet angle et en traçant le rayon réfléchi à ce même angle de l’autre côté de la normale, nous voyons que le rayon A ne passe pas par le point P.

Nous pouvons faire exactement la même chose pour les rayons B et C. En étendant les rayons jusqu’à ce qu’ils rencontrent la surface, en traçant la droite normale dans chaque cas et en appliquant la loi de réflexion, nous avons la trajectoire des rayons réfléchis pour les rayons lumineux B et C. Nous voyons que le rayon C ne passe pas par le point P, mais le rayon B le fait.

La réponse correcte est donc donnée dans l’option (B). Le seul rayon lumineux qui passe par le point marqué P est le rayon B.

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