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Incidence de Brewster
🔗Capacité traitée :• Lois de Snell-Descartes. Condition de réflexion totale.
On considère l'interface entre un milieu d'indice 1 et un milieu d'indice $n$, et un rayon lumineux se propageant dans le milieu d'indice 1. Pour quel angle d'incidence $i_B$ le rayon réfléchi est-il perpendiculaire au rayon réfracté ?

💡 Indice
Traduire d'abord géométriquement la condition de perpendicularité par une relation entre $i_B$ et l'angle de réfraction $r$, puis injecter cette relation dans la loi de Snell-Descartes.
✅ Correction
Le rayon réfléchi fait l'angle $i_B$ avec la normale, le rayon réfracté fait l'angle $r$ avec cette même normale, de l'autre côté de l'interface. L'angle entre ces deux rayons vaut $180^\circ - (i_B + r)$.
La condition de perpendicularité s'écrit donc
$$i_B + r = 90^\circ$$
La loi de Snell-Descartes pour la réfraction donne $\sin i_B = n \sin r$, soit
$$\sin i_B = n \sin(90^\circ - i_B) = n \cos i_B$$
d'où
$$\boxed{\tan i_B = n \quad \text{soit} \quad i_B = \arctan n}$$
Applications numériques : pour l'eau ($n = 1{,}33$), $i_B \approx 53^\circ$ ; pour le verre ($n = 1{,}50$), $i_B \approx 56^\circ$.
Interprétation : à cette incidence particulière, la lumière réfléchie est totalement polarisée perpendiculairement au plan d'incidence. Un filtre polarisant convenablement orienté supprime alors complètement le reflet — c'est ce que montrent les deux photographies, prises avec et sans filtre.
La condition de perpendicularité s'écrit donc
$$i_B + r = 90^\circ$$
La loi de Snell-Descartes pour la réfraction donne $\sin i_B = n \sin r$, soit
$$\sin i_B = n \sin(90^\circ - i_B) = n \cos i_B$$
d'où
$$\boxed{\tan i_B = n \quad \text{soit} \quad i_B = \arctan n}$$
Applications numériques : pour l'eau ($n = 1{,}33$), $i_B \approx 53^\circ$ ; pour le verre ($n = 1{,}50$), $i_B \approx 56^\circ$.
Interprétation : à cette incidence particulière, la lumière réfléchie est totalement polarisée perpendiculairement au plan d'incidence. Un filtre polarisant convenablement orienté supprime alors complètement le reflet — c'est ce que montrent les deux photographies, prises avec et sans filtre.




