Au programme de ce chapitre
- I. Le vocabulaire de la réflexion
- II. L'image dans un miroir plan
- III. Pièges et entraînement
- Savoir-faire
- Exercices types corrigés
- Teste-toi — vrai ou faux ?
- Pièges fréquents et astuces
- À retenir
La définition à retenir
Définition La réflexion est le renvoi de la lumière par une surface. Au point d'incidence I, on trace la normale : la droite perpendiculaire à la surface. L'angle d'incidence i est l'angle entre le rayon incident et la normale ; l'angle de réflexion r est l'angle entre le rayon réfléchi et la normale. Sur une surface lisse (miroir, eau calme), la réflexion est spéculaire ; sur une surface rugueuse, elle est diffuse (dans toutes les directions).
Un exemple corrigé
Exemple Tu te tiens à 2,0 m d'un miroir de salle de bain. Ton image se forme 2,0 m derrière le miroir : elle est donc à 4,0 m de toi. Si tu recules de 1,0 m, l'image recule aussi de 1,0 m.
Lexique
- normale
- droite perpendiculaire à la surface au point d'incidence
- angle d'incidence
- angle entre le rayon incident et la normale
- image virtuelle
- image qu'on voit mais qu'on ne peut pas recueillir sur un écran
- réflexion diffuse
- renvoi de la lumière dans toutes les directions par une surface rugueuse
Les erreurs fréquentes à éviter
Piège — angle mesuré depuis le miroir. Un rayon qui fait 20° avec le miroir a un angle d'incidence de 70°, pas de 20°. Si tu mesures depuis la surface du miroir, tu traces un rayon réfléchi qui n'est pas du tout au bon endroit.
Piège — la distance toi-image est le double. La distance de ton image au miroir est égale à ta distance au miroir, mais ton image est à une distance double de toi. Si tu es à 2,0 m du miroir, l'image est à 4,0 m de toi.
Attention Les angles se mesurent toujours à partir de la normale, pas à partir de la surface du miroir. Si un rayon fait 30° avec le miroir, l'angle d'incidence vaut 90° − 30° = 60°.
L'astuce du prof
Astuce — le symétrique fait tout le travail. Pour trouver où un rayon touche le miroir, trace la droite entre l'œil O et le symétrique A' de l'objet : elle coupe le miroir au point d'incidence. Tu n'as pas besoin de mesurer un seul angle.
Exercices corrigés
Cherche d'abord seul, puis ouvre la correction.
Exercice 1 — Le rayon sur le miroir de la classe
Un rayon arrive sur un miroir plan avec un angle d'incidence de 35°. Que valent l'angle de réflexion et l'angle entre le rayon incident et le rayon réfléchi ?
Voir la correction
D'après la 2e loi, l'angle de réflexion est égal à l'angle d'incidence : r = 35°. L'angle entre les deux rayons vaut i + r = 35° + 35° = 70°.
Exercice 2 — Un tableau de mesures
En laboratoire, un élève mesure l'angle de réflexion pour trois angles d'incidence.
Ces mesures vérifient-elles la loi de la réflexion ? Quel est, dans chaque cas, l'angle entre le rayon incident et le rayon réfléchi (à partir des mesures) ?
| i (°) | 20 | 40 | 60 |
|---|---|---|---|
| r mesuré (°) | 21 | 40 | 59 |
Voir la correction
La loi prévoit r = i : les écarts sont de 1° au plus, ce qui correspond à l'imprécision d'une lecture au rapporteur. Les mesures vérifient donc la loi. Les angles entre les rayons valent i + r : 41° ; 80° ; 119°.