Calculateur d'indice de réfraction

L'indice de réfraction décrit la vitesse de propagation de la lumière dans un matériau par rapport à sa vitesse dans le vide. Il est défini par la vitesse dans le vide divisée par celle dans le milieu. Le vide a un indice exactement égal à un, l'air est très proche de un, l'eau avoisine 1.33 et de nombreux verres courants se situent entre environ 1.5 et 1.9. Les valeurs dépendent de la longueur d'onde, de la température, de la composition et parfois de la direction dans le matériau. Lorsqu'un rayon franchit une interface, sa fréquence reste constante, mais sa vitesse et sa longueur d'onde changent. Cela dévie généralement le rayon. La loi de Snell relie les angles incident et réfracté : le premier indice multiplié par le sinus de l'angle incident égale le second indice multiplié par le sinus de l'angle réfracté. Les deux angles se mesurent depuis la normale, une ligne imaginaire perpendiculaire à l'interface, et non depuis la surface. La lumière se rapproche de la normale en entrant dans un milieu d'indice supérieur et s'en éloigne dans un milieu d'indice inférieur. Une situation particulière apparaît lorsque la lumière passe d'un indice supérieur à un indice inférieur. À mesure que l'incidence augmente, le rayon réfracté se rapproche de l'interface. À l'angle critique, l'angle réfracté calculé vaut 90 degrés. Au-delà, la loi de Snell ne donne aucun angle transmis réel : il y a réflexion totale interne. L'angle critique est l'arcsinus du rapport entre l'indice inférieur et l'indice supérieur. Il est sans objet si le premier indice est inférieur ou égal au second. La réflexion totale guide la lumière dans les fibres optiques, prismes, guides de lumière et de nombreux capteurs. Le modèle idéal suppose une interface plane, des milieux homogènes isotropes et des indices adaptés à la longueur d'onde. Les interfaces réelles peuvent aussi réfléchir une partie de la lumière sous l'angle critique, absorber de l'énergie, diffuser sur les rugosités ou produire des effets dépendant de la polarisation. Le calculateur détermine la direction géométrique du rayon, mais ne calcule ni l'intensité réfléchie ni la transmission de Fresnel. Utilisez des données de matériaux précises et des longueurs d'onde cohérentes pour comparer des conceptions optiques. Cet outil convient aux exercices de physique, aux montages de laboratoire, à l'observation d'aquariums, aux vérifications de systèmes de lentilles et aux premières analyses de fibres optiques. Pour les instruments de précision, tenez compte de la dispersion, des variations thermiques, des traitements de surface et des tolérances de fabrication.