Cette animation présente le phénomène de réfraction d'une onde plane transversale par un dioptre plan. C'est l'idéalisation d'une expérience que l'on peut réaliser avec une cuve à eau de faible profondeur (de l'ordre du centimètre). Sur une partie du fond de la cuve, on place une plaque qui provoque donc une brusque variation de la profondeur. Une onde plane provoquée par la vibration d'une barre qui affleure la surface de l'eau est alors déviée au passage de ce dioptre. Dans cette hypothèse (onde de gravité en eau peu profonde) la célérité en fonction de la hauteur d'eau est c² = g.H       (loi de Kelvin).

Une onde sinusoïdale incidente de fréquence ω qui se propage dans le milieu 1 avec une vitesse V₁.
Son équation est : Yi = Ai.sin(ω.[t − x / V₁]).
Cette onde pénètre dans le second milieu pour lequel la vitesse de propagation est V₂.
Au niveau de l'interface entre les deux milieux on a apparition d'une onde réfléchie et d'une onde transmise.
L'équation de l'onde réfléchie est : Yr = Ar.sin(ω.[t + x / V₁]).
Celle de l'onde transmise est : Yt = At.sin(ω.[t − x / V₂]).
Dans le milieu 1 l'onde résultante est Y = Yi + Yr.
On détermine les valeurs de Ar et de At en écrivant la continuité de l'amplitude et de sa dérivée au niveau de l'interface.

Si l'interface (dioptre) entre les deux milieux n'est pas parallèle aux plans d'onde incidents, il y a réfraction.
Si i₁ est l'angle d'incidence (angle entre le plan d'onde et le dioptre) l'angle entre les ondes réfléchies et le dioptre est − i₁ et l'angle entre les ondes réfléchies est i₂ tel que sin(i₁) / V₁ = sin(i₂) / V₂. Cette relation (Snell-Descartes) résulte de la continuité des composantes tangentielles.
On définit l'indice relatif N comme le rapport des vitesses N = V₁ / V₂.
Si N.sin(i₁) > 1, il y a réflexion totale : l'onde incidente ne pénètre pas le second milieu.

Utilisation :
Les unités sont arbitraires. La vitesse dans le milieu 1 est constante et égale à 1000.
Utiliser les curseurs pour faire varier V₂ et l'angle d'incidence I₁.
Le programme affiche les valeurs de N et de l'angle i₂.
Une case à cocher permet d'afficher la normale au dioptre et les "rayons" (normales aux plans d'onde).
Une case à cocher permet de prendre un facteur de transmission égal à 1. Cette option pemet de mieux visualiser l'onde incidente.
Expérimenter. Visualiser la réflexion totale. Examiner visuellement l'évolution des facteurs de transmission et de réflexion.