Réflexion sur l'eau

(10 minutes de préparation)

Cet exercice s'intéresse à la réflexion sur un plan d'eau d'un rayon lumineux.

Question

Sous quel angle d'incidence un rayon se réfléchissant sur un plan d'eau (calme) est-il polarisé rectilignement ? On rappelle que l'indice de l'eau pour la lumière visible est n = 1,332.

Solution

Angle de Brewster (voir rappels de cours) :

\(\tan {i_B} = \frac{{{n_2}}}{{{n_1}}}\;;\;{i_B} = 53,1^\circ\)

Question

En déduire la hauteur angulaire au dessus de l'horizon du Soleil pour réaliser cette condition.

Solution

La hauteur angulaire au dessus de l'horizon est :

\({i_S} = \frac{\pi }{2} - {i_B} = 36,9^\circ\)

Cette hauteur n'est pas atteinte l'hiver sous nos latitudes.

Question

Quelle est alors la polarisation de l'onde réfléchie ?

Solution

Le champ électrique est perpendiculaire au plan d'incidence : il est horizontal.

Question

Dans quel sens doit-on orienter un filtre polariseur pour éliminer cette lumière réfléchie (lunettes de soleil) ?

Solution

Le polariseur doit être vertical.