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Indice de réfraction

Définition

La valeur de l’indice de réfraction d’un milieu optique est un paramètre qui dépend de la vitesse de propagation de la lumière dans ce milieu. Il est défini comme le rapport entre :

La vitesse dans le vide (que l’on appelle c, comme « célérité »)

La vitesse dans le milieu m (que l’on appellera cm)

n=c/cm

Les radiations électromagnétiques dont la lumière visible se propagent dans le vide à une vitesse maximale qui est proche de 300 000 km/ seconde ( ce chiffre semble arrondi mais l’erreur avec le chiffre réel est de moins de 0.1%). La distance entre les points respectivement situés au plus haut et au plus bas de la courbe décrivant l’oscillation de l’onde électromagnétique correspond à l’amplitude du champ électrique. Sa propagation dans des milieux plus denses (c’est-à-dire riches en électrons susceptibles d’être affectés par les variations du champ électrique propagé par l’onde lumineuse) est ralentie.

Imaginons une source ponctuelle, placée dans un milieu homogène (non vide), qui génère de la lumière dans toutes les directions. La vitesse de propagation des ondes lumineuses émises par cette source dépend de l’intensité des « interactions » entre ces ondes et le milieu de propagation. Plus ces interactions seront importantes, plus la vitesse de la lumière sera réduite vis-à-vis de sa valeur dans le vide.

L’absence d’interactions de la lumière dans le vide explique que sa vitesse y soit maximale. Hors du vide, la vitesse est forcément réduite ; ainsi, la valeur de l’indice de réfraction d’un milieu est donc toujours supérieure à 1. Dans l’air, la valeur de l’indice est n=1.0003 ; on considère que cette valeur est suffisamment proche de celle du vide pour négliger la différence (0.0003) et choisir la valeur n=1 pour l’indice de réfraction de l’air.

Un milieu est dit isotrope quand la vitesse de propagation de la lumière n’y varie pas (l’indice de réfraction de ce milieu est constant). Le stroma cornéen est un milieu globalement isotrope (n=1.376) ; le cristallin n’est pas un milieu isotrope, car l’indice de réfraction du cristallin varie entre le centre et les bords. L’indice de réfraction des cristallins artificiels (implants) est généralement proche de 1.5.

 

L’indice kératométrique, utilisé pour la représentation topographique de la courbure cornéenne, est un indice modifié pour compenser la non mesure de la courbure cornéenne postérieure; dans des conditions paraxiales, on peut estimer la vergence (puissance) cornéenne totale à partir d’une valeur d’indice réduite à 1.333 (au lieu de 1.376). On obtient alors une puissance kératométrique dont la valeur égale à (nk – 1)/R est proche de 43 D pour un rayon de 7.8mm (nk étant l’indice kératométrique et R le rayon de courbure apical exprimé en mètres).

2 réponses à “Indice de réfraction”

  1. FT dit :

    Cher Monsieur, votre définition arithmétique de l’indice de réfraction est erronée. Il faudrait écrire n=C/Cm et non l’inverse.

  2. Dr Damien Gatinel dit :

    Merci, la coquille est modifiée!

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