Optique

Angle de Brewster

À l’angle de Brewster (θ_B = arctan(n₂/n₁)), seule la composante réfléchie p-polarisée est nulle  ; le faisceau réfléchi est donc s-polarisé.

Angle de Brewster — simulation interactive de Optique. À l’angle de Brewster (θ_B = arctan(n₂/n₁)), seule la composante réfléchie p-polarisée est nulle  ; le faisceau réfléchi est donc s-polarisé. Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.

Angle de Brewster

À θ_B, la polarisation p réfléchie disparaît  ; il reste la polarisation s.

À l’angle de Brewster (θ_B = arctan(n₂/n₁)), seule la composante réfléchie p-polarisée est nulle  ; le faisceau réfléchi est donc s-polarisé.

• Angle de Brewster θ_B = arctan(n₂/n₁)
• Réflexion polarisée

Mémoire d'enquête

Planifiez la question avant d'ouvrir le laboratoire

Le brief reprend la page pré-rendue  : question directrice, prédictions concurrentes, rôles des variables, lois directrices, préparation et consignes d’analyse et de prolongement restent visibles et dans cet ordre.

Question de conduite

À un angle d'incidence particulier (angle de Brewster), la lumière réfléchie par une surface devient parfaitement polarisée  : le faisceau réfléchi ne contient qu'une seule direction de polarisation. Une surface à indice plus élevé a-t-elle un angle de Brewster plus grand ou plus petit ?

Des pronostics à peser

• Un indice plus élevé donne un angle de Brewster plus petit.
• Plus grand — un indice de réfraction plus élevé nécessite un angle d'incidence plus raide pour satisfaire la condition de Brewster.
• L'angle de Brewster ne dépend pas de l'indice de la surface.

Rôles variables

Ce que vous définissez  :

• Indice de verre n₂

Ce que vous mesurez  :

• Angle de Brewster θ_B (°)

Comment se déroule l'enquête

1. Ouvrez le préréglage Brewster et appuyez sur Réinitialiser. La lumière se déplace de l'air (n₁ = 1.0) vers le verre.
2. Activez la lecture de l'angle de Brewster.
3. Réglez l'indice de réfraction du verre pour chaque essai et enregistrez l'angle de Brewster.

Équation gouvernante

Angle de Brewster — θ_B = arctan(n₂/n₁)

À l'angle d'incidence spécifique θ_B = atan(n₂/n₁), la lumière réfléchie devient parfaitement polarisée (purement polarisée en s, avec les rayons réfléchis et réfractés exactement à 90° l'un par rapport à l'autre). C’est la base physique des lunettes de soleil polarisées anti-éblouissantes et des filtres d’appareil photo.

Ce que la feuille de travail imprimable demande aux élèves de résoudre

• Pour un essai, calculez θ_B = atan(n₂/n₁) en utilisant n₁ = 1.0. Comparez avec le tableau.
• Expliquez pourquoi une surface à indice plus élevé (n₂ plus grand) nécessite un angle de Brewster PLUS GRAND – une incidence plus raide – pour obtenir une réflexion parfaitement polarisée.

Où cela apparaît au-delà du laboratoire

• Sous l'angle de Brewster, l'éblouissement réfléchi (comme celui d'un lac ou d'une route mouillée) est presque entièrement polarisé horizontalement. C'est exactement pourquoi les lunettes de soleil polarisées (bloquant la polarisation horizontale) sont si efficaces pour réduire l'éblouissement  : elles sont réglées pour bloquer précisément la lumière la plus fortement réfléchie sous les angles de vision typiques.
• À l'angle de Brewster, le faisceau réfléchi contient ZÉRO de lumière polarisée p (polarisée dans le plan d'incidence) — seule la lumière polarisée s est réfléchie. Expliquez pourquoi cela signifie qu'un appareil photo doté d'un filtre polarisant, tourné pour bloquer la lumière polarisée s, peut presque éliminer les reflets sur le verre ou l'eau à cet angle spécifique.

• AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
• IB Physics — C.3 Wave phenomena
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Bienvenue dans Brewster
2. Sélectionnez la interfaz
3. Appuyez sur Lecture
4. Réflexion polarisée
5. Ouvrez l'Inspecteur
6. Bravo !

Ouvrez la simulation interactive pour construire la scène, appuyez sur Lecture et explorez avec des mesures en direct et un tutoriel guidé.

Ouvrir le laboratoire interactif →

Télécharger la fiche de laboratoire →

Polarisation et loi de Malus