La réfraction est-elle une propriété des ondes transversales, longitudinales, ou des deux ?
Les deux. La réfraction se produit dans **tous les types d'ondes** — transversales (lumière, ondes de cisaillement) et longitudinales (son, ondes de pression) — chaque fois qu'une onde traverse une frontière entre milieux aux vitesses de propagation différentes.
Mécanisme de la réfraction
La vitesse de l'onde change à la frontière des milieux → la longueur d'onde change (fréquence constante) → le front d'onde se courbe selon la **loi de Snell-Descartes** :
n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂ v₁ = c/n₁, v₂ = c/n₂ λ₁ = v₁/f, λ₂ = v₂/f Exemple onde transverse : Lumière
- Air (n≈1,0003) → Eau (n≈1,33) → **ralentit, se courbe vers la normale**
- Applications : Lentilles (focalisation), prismes (dispersion), fibres optiques (réflexion totale interne)
- Polarisation : Nature transverse permet filtres polarisants (ondes longitudinales ne peuvent pas être polarisées)
Exemple onde longitudinale : Son
- Air (343 m/s) → Eau (1 480 m/s) → **accélère, se courbe loin de la normale**
- Air → Acier (5 960 m/s) → réfraction dramatique
- Applications : Sonar (couches réfraction), échographie médicale (réfraction frontières tissus), exploration sismique
Autres types d'ondes
- Ondes de surface eau : Réfraction aux changements profondeur (amplification tsunami)
- Ondes sismiques (P & S) : Réfraction frontières manteau/noyau (zones d'ombre)
- Ondes de matière (quantique) : Diffraction électronique = réfraction par potentiel
Différence clé : Polarisation
Seules les ondes **transversales** présentent polarisation (oscillation perpendiculaire à propagation). Ondes longitudinales oscillent parallèlement à propagation — pas de polarisation possible. Mais **les deux se réfractent**.
Vue unifiée
La réfraction est une **conséquence géométrique du changement de vitesse** à une frontière. L'équation des ondes en milieux inhomogènes la prédit pour tout phénomène ondulatoire. Transverse vs longitudinal détermine la **polarisation**, pas la réfraction.