Construction de Huygens et réfraction des vagues
Par VAFIADES Estelle le 14 février 2017, 13:58 - Présentation - Lien permanent
Il arrive que les vagues changent de direction à l'approche d'une plage. Cela est dû à une modification de la profondeur. Ce phénomène aussi appelé la réfraction des vagues peut être représenté de façon simplifiée grâce à la construction de Huygens. C'est ce que nous allons faire dans cette partie.
Tout d'abord, il faut tracer une droite, le dioptre, au milieu d'une feuille blanche en format paysage de préférence. Jusque là, normalement ça va ;) !
Nous traçons ensuite en rouge un rayon incident qui traverse le dioptre en un point J. Nous avons choisi un angle d'incidence de 45° mais cela est modifiable. Dans la réalité, cela dépendra de la disposition des lieux.
Etape 3 : Rayon incident
Munissez-vous d'un compas et reporter plusieurs fois la longueur d'onde lambda qui est égale à 4 centimètres sur le rayon incident, avant et après le point J. Tracez les demi-droites perpendiculaires au rayon incident passant par les points créés et celle passant par J mais en les arrêtant avant le dioptre. Nous avons maintenant toutes les surfaces d'ondes. Nous nommerons les points d'intersections entre ces demi-droites et le dioptre H, I, J, K, L de gauche à droite.
Il faut ensuite dessiner l'arc de cercle de centre J représentant une onde sphérique. Plus son rayon sera grand, moins la réfraction sera forte. Prenez ensuite votre règle pour tracer la demi-droite d'origine K, tangente à ce cercle.
Ne vous inquiétez pas, c'est presque fini ! Il ne vous reste plus qu'à tracer la perpendiculaire à la tangente passant par J (en vert)...
... puis à tracer les demi-droites perpendiculaires (encore une fois) à cette droite et d'origine H, I, J, L.
Voilà, la construction de Huygens est terminée ! Vous pouvez vous amuser à modifier l'angle de réfraction et le rayon de l'onde sphérique grâce aux curseurs du fichier ci-dessous.
N.B : Christiaan Huygens est un scientifique néerlandais du XVIIème siècle. Il est notamment connu pour ses travaux en physique sur la théorie ondulatoire de la lumière et sur le calcul de la force centrifuge. Il a aussi étudié l'astronomie. C'est lui qui a découvert les anneaux de Saturne et son satellite Titan. Enfin, il publiera un livre sur le calcul de probabilités et où il mentionne la "valeur de l'espérance".