Influence de l'angle i sur la déviation.
Introduction
Considérons le montage expérimental ci-contre : il se compose d'un plateau tournant, gradué, sur lequel est disposé un prisme d'angle A et d'indice n, dont on a pris soin de placer la face d'entrée perpendiculairement au repère 0-180° et l'arête sur l'axe de rotation du disque. Une source lumineuse S fournit un pinceau de lumière monochromatique dont la largeur est juste suffisante pour qu'au voisinage de A, l'arête du prisme coupe le pinceau en deux parties : l'une, qui passe au dessus du prisme, vient frapper en O l'écran d'observation E ; l'autre en revanche le traverse et subit une déviation suivant AF.
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L'animation suivante illustre l'existence d'un minimum de déviation pour le prisme :
A l'aide de ce dispositif qui permet d'atteindre facilement la valeur des angles \(i\) et \(D\), cherchons à construire la courbe qui lie ces deux grandeurs. Commençons pour cela par nous placer en incidence rasante :
\(\mathrm i=+\frac{\pi}{2}\)
le pinceau émergent vient alors frapper l'écran en \(Fo\), ce qui correspond à une déviation maximale \(Do\).
Tournons maintenant progressivement le disque gradué, dans le sens trigonométrique : l'angle d'incidence \(i\) diminue et sur l'écran le point \(F\) se rapproche de \(O\) jusqu'à une position \(Fm\) dont il s'éloigne ensuite pour retrouver lorsque \(i\) atteint une certaine valeur \(io\), sa position de départ en \(Fo\). Au niveau de l'angle \(D\) dont les variations suivent celles de la longueur \(OF\), il en résulte que la déviation passe donc par un minimum \(Dm\) pour une valeur \(im\) de l'angle d'incidence, avant de reprendre sa valeur de départ \(Do\) lorsque \(i = io\), c'est-à-dire lorsqu'il y a émergence rasante du pinceau lumineux.
Conclusion
Lorsqu'un pinceau lumineux traverse un prisme, il subit une déviation \(D\) qui dépend de son angle d'incidence \(i\) ; en particulier, il existe une valeur \(im\) de \(i\) pour laquelle l'angle de déviation est minimal.