Les lois de Snell-Descartes décrivent le comportement de la lumière à l'interface de deux milieux. Ces lois sont au nombre de deux, une pour la réflexion et une pour la réfraction. Avec la propagation rectiligne de la lumière dans les milieux homogènes et isotropes, ces lois sont à la base de l'optique géométrique (L'optique géométrique est une branche de l'optique qui s'appuie notamment sur la notion...).
Le rayon lumineux est dit incident avant d'avoir rencontré la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) réfléchissante, il est dit réfléchi après.
Le point (Graphie) de rencontre du rayon incident et de la surface réfléchissante est appelé point d'incidence.
La droite perpendiculaire (En géométrie plane, on dit que deux droites sont perpendiculaires quand elles se coupent en...) à la surface réfléchissante au point d'incidence est appelée normale (à la surface réfléchissante).
Le plan contenant le rayon incident et la normale à la surface réfléchissante au point d'incidence est dit plan d'incidence.
L'angle orienté θ1 pris entre la normale au point d'incidence et le rayon incident est dit angle d'incidence.
L'angle orienté θ2 pris entre la normale au point d'incidence et le rayon réfléchi est dit angle de réflexion.
Les angles θ1 et θ2 sont positifs si orientés dans le sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but...) trigonométrique, négatifs sinon. Attention : certains auteurs utilisent d'autres conventions.
La loi de la réflexion s'énonce ainsi :
La loi de Snell-Descartes de la réfraction exprime le changement de direction d'un faisceau lumineux lors de la traversée d'une paroi, séparant deux milieux différents. Chaque milieu est caractérisé par sa capacité à "ralentir" la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...), modélisée par son indice de réfraction (L'indice de réfraction d'un milieu à une longueur d'onde donnée mesure le facteur de...) n qui s'exprime sous la forme :
où v est la vitesse de la lumière (La vitesse de la lumière dans le vide, notée c (pour...) dans ce milieu et c est la vitesse (On distingue :) de la lumière dans le vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.).
Le rayon lumineux est dit incident avant d'avoir rencontré la surface réfractante(appellée "dioptre (En optique, un dioptre est une surface séparant deux milieux transparents d'indices de réfraction...)"), il est dit réfracté après.
Le point de rencontre du rayon incident et du dioptre est appellé point d'incidence.
Le plan contenant le rayon incident et la normale au dioptre, au point d'incidence est dit plan d'incidence.
L'angle orienté θ1 pris entre la normale au point d'incidence et le rayon incident est dit angle d'incidence.
L'angle orienté θ2 pris entre la normale au point d'incidence et le rayon réfracté est dit angle de réfraction.
Les angles θ1 et θ2 sont positifs si orientés dans le sens trigonométrique, négatifs sinon.
Soit n1 l'indice de réfraction du milieu dans lequel se propage le rayon incident et n2 celui du milieu dans lequel se propage le rayon réfracté.
La loi de la réfraction s'énonce ainsi :
Pour n1>n2 (et respectivement n1<n2) le rayon réfracté(ou incident) se rapproche plus rapidement du dioptre que le rayon incident(ou réfracté).Quand le rayon réfracté (ou incident) se retrouve mathématiquement sur le dioptre (sa limite) il y a alors réflexion totale (En optique géométrique, un rayon lumineux traversant une séparation entre deux milieux d'indices...).
Les lois empiriques de la réflexion et de la réfraction peuvent être interprétées par différents modèles : modèle ondulatoire de Huygens (principe de Huygens), modèle de moindre action de Fermat (Principe de Fermat), modèle de l'onde électromagnétique (L'onde électromagnétique est un modèle utilisé pour représenter les...) de Maxwell.