La réfraction/réflection au niveau de l'infiniment petiti

[invited17825bc]

Bonjour!

L'année dernière, j'ai eu un cours d'optique a l'école. Et j'aimerais aller un peu plus loin...

Pourquoi un rayon lumineux rencontrant un dioptre est-il réfracté? Pourquoi sa vitesse diminue-t-elle (ou plutot, pourquoi le photon met plus de temps a traverser un milieu X que le vide?).

J'aimerais biensur avoir des réponses au niveau de l'infiniment petit (au niv atomique, et subatomique).

Désolé de poster en ce moment (j'ai vu que le forum était super actif!!!), mais je suis vraiment curieux de connaitre la raison de ce phénomène...

Merci d'avance!


PS: Désolé de la faute d'orthographe terrible dans le titre du post. Si un modo pouvait corriger...
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[invitea774bcd7]

Pourquoi sa vitesse diminue-t-elle (ou plutot, pourquoi le photon met plus de temps a traverser un milieu X que le vide?).

Bah il se « cogne » sur les atomes environnants, tout simplement

[invitea3eb043e]

C'est un phénomène électromagnétique qu'on peut justifier par les équations de Maxwell. Sans aller jusque là, on peut comprendre qu'une onde dans un milieu matériel met en mouvement les électrons avoisinants parce que son champ électrique exerce une force oscillante sur la charge des électrons. Inversement le mouvement de ces électrons crée un champ électrique qui s'ajoute au champ initial.
Il n'est pas intuitif de comprendre comment la combinaison de ces 2 phénomènes crée un retard et pas une absorption ou du moins pas toujours.
La réfraction est une conséquence de la différence de vitesses entre un milieu et un autre, d'où la loi de Descartes. Si on imagine une série de vagues arrivant de biais, elle crée une série de vagues dans le second milieu mais comme ça va moins vite, ça part plus près de la perpendiculaire. Feynman montre ça très bien avec un petit dessin.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Je me suis aperçu que Jeanpaul avait déjà répondu avec la même explication que je venais d'écrire. J'avais décidé de ne pas poster ma réponse. Mais après-coup, je pense que la même explication rédigée avec d'autres phrases ne pouvait pas faire du mal. Je la poste quand même.


C'est une mauvaise idée que d'essayer d'expliquer la réfraction avec des photons. Elle s'explique plus clairement avec des ondes.
En fait, l'onde électromagnétique ne ralentit pas en traversant un diélectrique. Elle semble ralentir, mais ce que l'on voit n'est pas tout à fait l'onde originale.
Ce qui arrive est que le champ électrique de l'onde électromagnétique fait osciller les électrons des atomes et molécules du solide dans la direction du champ. Ces électrons qui oscillent émettent une onde électromagnétique de la même fréquence mais qui n'est pas exactement en phase avec l'onde d'origine. Ce que l'on "voit" est le résultat de l'addition de ce qui reste de l'onde originale avec les ondes re-émisses par les électrons oscillants. L'onde résultat a la même fréquence et directions de champs que l'onde originale, mais pas la phase. Elle a un retard de phase qui peut être interprétée comme une diminution de vitesse de l'onde originale.
Je peux ajouter que l'on peut voir avec ses yeux cette onde re-émisse par le diélectrique dans le reflet partiel de la lumière par une vitre.

Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invited17825bc]

Merci pour vos réponses! C'est vrai que l'on comprend mieux avec une onde qu'avec un photon séparé.

Bonne journée!

[Pio2001]

Super, l'exemple des vagues ! En imaginant des vagues d'eau dans une piscine qui jouxte une seconde piscine de miel, le changement de direction des vagues devient clair. C'est la première fois que je comprends ça !