Les rayons lumineux changent de direction lorsqu’ils se réfléchissent sur une surface, passent d’un milieu transparent à un autre ou traversent un milieu dont la composition change continuellement. La loi de réflexion stipule que, lors de la réflexion à partir d’une surface lisse, l’angle du rayon réfléchi est égal à l’angle du rayon incident. (Par convention, tous les angles en optique géométrique sont mesurés par rapport à la normale à la surface—c’est-à-dire à une ligne perpendiculaire à la surface.,) Le rayon réfléchi est toujours dans le plan défini par le rayon incident et la normale à la surface. La loi de la réflexion peut être utilisée pour comprendre les images produites par les miroirs planes et courbes. Contrairement aux miroirs, la plupart des surfaces naturelles sont rugueuses à l’échelle de la longueur d’onde de la lumière et, par conséquent, les rayons lumineux incidents parallèles sont réfléchis dans de nombreuses directions différentes, ou de manière diffuse. La réflexion Diffuse est responsable de la capacité de voir la plupart des surfaces éclairées de n’importe quelle position—les rayons atteignent les yeux après avoir réfléchi sur chaque partie de la surface.,

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rayonnement électromagnétique: Le rayonnement Visible

de la lumière Visible est le plus familier sous forme de rayonnement électromagnétique, et constitue la partie du spectre à laquelle l’œil est sensible….

lorsque la lumière voyageant dans un milieu transparent rencontre une limite avec un second milieu transparent (par exemple,, l’air et le verre), une partie de la lumière est réfléchie et une partie est transmise dans le deuxième milieu. Lorsque la lumière transmise se déplace dans le second milieu, elle change de direction de déplacement; c’est-à-dire qu’elle est réfractée. La loi de réfraction, également connue sous le nom de loi de Snell, décrit la relation entre l’angle d’incidence (θ1) et l’angle de réfraction (θ2), mesurée par rapport à la normale (« ligne perpendiculaire”) à la surface, en termes mathématiques: n1 sin θ1 = n2 sin θ2, où n1 et n2 sont l’indice, L’indice de réfraction pour un quelconque support est une constante sans dimension égale au rapport de la vitesse de la lumière dans le vide et de sa vitesse moyenne.

Par définition, l’indice de réfraction d’un système de vide est exactement 1., Étant donné que la vitesse de la lumière dans tout milieu transparent est toujours inférieure à la vitesse de la lumière dans le vide, les indices de réfraction de tous les milieux sont supérieurs à un, avec des indices pour les matériaux transparents typiques entre un et deux. Par exemple, l’indice de réfraction de l’air aux conditions normales est 1.0003, l’eau est 1.33, et le verre est d’environ 1,5.

Les caractéristiques de base de la réfraction sont facilement dérivées de la loi de Snell. La quantité de flexion d’un rayon lumineux lorsqu’il traverse une frontière entre deux milieux est dictée par la différence entre les deux indices de réfraction., Lorsque la lumière passe dans un milieu plus dense, le rayon est plié vers la normale. Inversement, la lumière émergeant obliquement d’un milieu plus dense s’éloigne de la normale. Dans le cas particulier où le faisceau incident est perpendiculaire à la limite (c’est-à-dire égal à la normale), il n’y a pas de changement dans la direction de la lumière lorsqu’elle pénètre dans le second milieu.

la loi de Snell régit les propriétés d’imagerie des lentilles. Les rayons lumineux traversant une lentille sont courbés sur les deux surfaces de la lentille. Avec une conception appropriée des courbures des surfaces, divers effets de mise au point peuvent être réalisés., Par exemple, les rayons divergeant initialement d’une source ponctuelle de lumière peuvent être redirigés par une lentille pour converger en un point dans l’espace, formant une image focalisée. L’optique de l’œil humain est centrée autour des propriétés de focalisation de la cornée et du cristallin. Les rayons lumineux provenant d’objets éloignés traversent ces deux composants et sont focalisés dans une image nette sur la rétine sensible à la lumière. D’autres systèmes d’imagerie optique vont des applications simples à lentille unique, telles que la loupe, les lunettes et les lentilles de contact, aux configurations complexes de lentilles multiples., Il n’est pas inhabituel pour un appareil photo moderne d’avoir une demi-douzaine ou plus d’éléments d’objectif séparés, choisis pour produire des grossissements spécifiques, minimiser les pertes de lumière via des réflexions indésirables et minimiser la distorsion de l’image causée par les aberrations de l’objectif.