III. REFLEXION REFRACTION
1 Pour la définition de l'indice de réfraction voir le chapitre II Propagation de la lumière
Physique
Les lois de réfraction et de réflexion totale. 2. Construction de l'image (Miroir-Dioptre-Lentilles minces). 3. Œil et Instruments optiques.
Éléments Optique Géométrique Matricielle V17.11 - Lois de Snell
4 nov. 2017 2.1 Définition . ... Maîtriser les notions d'angle limite et de réflexion totale ; ... Avant de les décrire donnons deux définitions :.
Optique 2: réfraction réflexion totale: corrigé
Sur la face AB le rayon ne peut ressortir si l'angle d'incidence est l'angle limite de réflexion totale. (idem sur la face BC). nmatière sin(?lim) = nair sin 90
O1 OPTIQUE GEOMETRIQUE
Définition : L'indice de réfraction n caractérise le milieu dans lequel se propage la lumière. réflexion totale du rayon incident. Dispersion.
Diapositive 1
Les lois de réfraction et de réflexion totale. 2. Construction de l'image (Miroir-Dioptre-Lentilles minces). 3. Œil et Instruments optiques (Loupe-Microscope
Fiche de synthèse n°5 : réfraction et réflexion de la lumière
Le rayon transmis est appelé rayon réfracté. Définitions : – Le point d'incidence ( ) est le point de la surface de séparation où arrive le rayon incident.
OPTIQUE
Par définition moins réfringent ( n1 n2 ) Phénomène de réflexion totale
Chapitre 2 Lois de réflexion et de réfraction
20 janv. 2013 Dans ce cas on parle de réflexion totale. I Si les angles sont faibles
Nombres complexes en physique: le cas de la réflexion totale frustrée
Lois de Snell-Descartes et réflexion totale. • Observation et mise en défaut : la réflexion totale frustrée (par définition n.
Réflexion totale - Wikipédia
En optique géométrique le phénomène de réflexion totale survient lorsqu'un rayon lumineux arrive sur la surface de séparation de deux milieux d'indices
[PDF] Chapitre 1 Les lois de réfraction et de réflexion totalepdf
Les lois de réfraction et de réflexion totale 2 Construction de l'image (Miroir-Dioptre-Lentilles minces) 3 Œil et Instruments optiques
[PDF] Fiche de synthèse n°5 : réfraction et réflexion de la lumière
Si l'angle d'incidence est supérieur à il n'existe pas de rayon réfracté toute la lumière est réfléchie on parle de réflexion totale À retenir : Le
[PDF] Réfraction et réflexion totale
Pouvoir prédire si un rayon va subir une réflexion totale (l'angle limite du dioptre étant donné) Remarque La réflexion totale dans un prisme isocèle droit n'
[PDF] Chapitre 2 Lois de réflexion et de réfraction
20 jan 2013 · Dans ce cas on parle de réflexion totale I Si les angles sont faibles sin la loi de Snell-Descartes prend la forme approchée dite loi
Angle limite réflexion totale [Dioptre plan] - Unisciel
Supposons que la lumière se propage d'un milieu moins réfringent vers un milieu plus réfringent (soit n 2 > n 1 ) En appliquant la formule de Descartes :
[PDF] III REFLEXION REFRACTION
1 Pour la définition de l'indice de réfraction voir le chapitre II Propagation de la lumière d) Angle limite d'incidence réflexion totale
[PDF] La réflexion totale « frustrée » et ses applications - HAL
8 avr 2013 · IREM HR Complexes et réflexion totale frustrée 1 Un exemple de l'apport des nombres complexes en Physique : La réflexion totale
[PDF] Pierron - LA REFRACTION - LA RÉFLEXION TOTALE
o Réflexion totale o Dioptre interface surface de séparation o Normale o Rayon de lumière o Rayon incident rayon réfracté rayon réfléchi
Réfraction et réflexion totale - Maxicours
Dans le cas ci-dessus l'angle d'incidence i est différent de l'angle réfracté r et r < i car le rayon lumineux passe d'un milieu initial d'indice de
Qu'est-ce que le phénomène de réflexion total ?
En optique géométrique, le phénomène de réflexion totale survient lorsqu'un rayon lumineux arrive sur la surface de séparation de deux milieux d'indices optiques différents avec un angle d'incidence supérieur à une valeur critique : il n'y a alors plus de rayon réfracté transmis et seul subsiste un rayon réfléchi.Quand est-ce que la réflexion est totale ?
Une réflexion totale interne survient lorsque l'angle du rayon réfracté dépasse 90? .Comment calculer la réflexion totale ?
Réflexion totale
La limite sin i = n2/n1 définit un angle limite ilim = arcsin (n2/n1), au-delà duquel il n'y a plus de rayon réfracté. Toute la lumière est alors réfléchie dans le premier milieu. Il y a réflexion totale pour i > ilim.- Le prisme à réflexion totale remplace le miroir plan dans beaucoup d'instruments d'optique (périscope) car son pouvoir réflecteur est plus grand sans qu'il soit nécessaire de déposer sur le verre une couche métallique réfléchissante pouvant s'altérer au contact des agents atmosphériques.
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1OPTIQUE
1. Sources de lumière
Il existe des corps lumineux -mêmes parce
tent directement de la lumière.Citons par exemples :
Des sources froides comme un ver luisant, un écran de TV,Il existe des corps éclairés
éclairés par une source lumineuse. Ils sont visibles car ils renvoient une partie de la lumière
Citons par exemples : les planètes, la Lune, les objets qui2. Propagation de la lumière
2.1 Propagation rectiligne de la lumière
la lumière, aperçoit ce " trajet » grâce aux fines particules solides en suspension dans le milieu. Ces particules éclairées toujours limités par des segments de droites.Le modèle utilisé en optique géométrique pour étudier la propagation de la lumière est le
rayon lumineux.On appelle
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2 rayon lumineux faisceau lumineuxmilieu homogène, un milieu qui présente en tous ses points, les mêmes propriétés physiques
rayons dans toutes les directions.2.1.1 Conclusion
umineux se propage suivant des lignes droites issues de ce point.2.1.2 Sortes de faisceaux lumineux
de lumière :Parallèle
Convergent (les rayons
convergent de la source en un point)Divergent (les rayons
lumineux)2.2 Vitesse de la lumière
2.2.1 Dans le vide
On désigne la vitesse de la lumière dans le vide par la lettre C qui est2.2.2 Dans un autre milieu transparent
Les expériences montrent que la lumière se propage avec une vitesse V toujours inférieure à
C.On désigne par
On le définit par
Indice de réfraction toujours supérieur à 1Vitesse de la lumière dans le vide en /
Vitesse de la lumière dans le milieun
c m s VcnV1 est supérieur à n2.
il y a des interactions entre ce milieu et la lumière qui ralentissent la propagation de la lumière.C = 3.108 m/s
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32.2.3 Exemples
Milieu indice Vitesse (km/s)
eau 1.33 225000 alcool 1.36 221000Verre 1.5 200000
cristal 1.6 188000 diamant 2.42 124000 air 1.000293 1 300000 = C2.3 Les Ombres
On obtient des ombres différentes en fonction du type de source qu'on utilise.2.3.1 Source ponctuelle
Une telle source est simplement un point minuscule émettant de la lumière. Dans la pratique, ce genre de source est très difficile à obtenir. Afin de trouver quel ombre on obtient, on n'a qu'à tracer les rayons partant de ce point et passant par les bords de l'objet. On voit qu'il y a deux types de régions sur l'écran: la clarté ou l'ombre totale. Un point de l'écran à la clarté peut recevoir des rayons provenant de la source, alors qu'un point de l'ombre ne peut pas du tout en recevoir, puisqu'il se situe derrière l'objet.3.2 Source étendue
Dans la pratique, c'est ce genre de source qu'on utilise. Il s'agit d'une source de lumière qui a une certaine grandeur et, par conséquent, qui émet des rayons de lumière provenant de plusieurs points de positions différentes. Traçons encore une fois les rayons aux extrêmes, mais cette fois-ci en tenant compte du fait que la source aussi a des côtés distincts. On a donc quatre rayons différents à tracer. On observe encore une zone d'ombre entourée de zones de clarté. Or, entre l'ombre et la clarté, on remarque que la limite n'est pas clairement définie, qu'il se trouve des régions qui reçoivent une certaine quantité de lumière, sans toutefois toute la recevoir. De plus, plus on s'éloigne du centre de l'écran, plus cette zone est éclairée. En fait, il s'agit d'une zone qu'on appelle la pénombre.Exemple : Le cadran solaire
Un cadran solaire comporte une tige, dont l'ombre se projette sur une surface plane verticale ou horizontale, où sont gravées les heures.4G1 Optique page 4 de 30
4 a lumière provenant de cet objet Dans un milieu transparent homogène, la lumière se propage en ligne droite. Le rayon lumineux est une ligne qui modélise la propagation de la lumière. Une flèche indique le sens de cette propagation. c = 3 x 10 8 m/s Chaque milieu est caractérisé par un indice de réfraction n. Par définition, On obtient des ombres différentes en fonction du type de source qu'on utilise3. Réflexion de la lumière
3.1 Expérience
Plaçons sur le trajet de la lumière, une surface parfaitement lisse (plaque en métal). Suivant réflexion.3.2 Lois de la réflexion sur un miroir
planPour mettre en évidence les lois de la réflexion, on utilise un disque goniométrique qui permet
la mesure des angles. Pour réaliser au mieux ces mesures, il faut définir certains termes : I : point de rencontre du faisceau incident avec la surface réfléchissante IN à la surface réfléchissante, au point I : angle formé par le rayon incident et la normale R : angle de réflexion : angle formé par le rayon réfléchi et la normale ; plan déterminé par le rayon incident et la normale4G1 Optique page 5 de 30
5Lois de la réflexion
1. Les rayons incident et réfléchi,
la normale sont dans le plan r = i3.3 Image formée par un miroir plan
Expérience des 2 bougies
Soient 2 bougies symétriques par rapport à une lame de verre.Si on allume la bougie située ,
celui-ci quelle que soit sa position en avant du miroir, que les prolo image virtuelle du point A. Une image virtuelle est donc constituée par la convergence des prolongements des rayons réfléchis.Symétrique par rapport au miroir
Virtuelle (non captable sur un écran)
tGénéralement pas superposable
: le miroir inverse la gauche et la droite)3.4 Applications des miroirs
Les miroirs plans sont omniprésents dans nos vies. Nous en avons tous au moins un à la maison, généralement au-dessus du lavabo de la salle de bain. Les miroirs plans sont donc utilisés comme objets décoratifs. Ils sont aussi utilisés dans certains appareils optiques comme le sextant, certains types de télescopes et le périscope. Enfin, deux miroirs plans sont4G1 Optique page 6 de 30
6particulièrement utiles à la conduite automobile (et ce ne sont pas ceux cachés derrière les
pare-soleil) : le miroir du côté conducteur et le rétroviseur central. Ces deux miroirs
permettent au conducteur d'un véhicule routier de voir ce qui se passe derrière lui.Les miroirs concaves et les miroirs convexes
La réflexion d'un faisceau de rayons parallèles sur un miroir sphérique convexe donne un faisceau divergent. a) Après réflexion sur un miroir concave les rayons converge vers un point appelé foyer. b) Après réflexion sur un miroir convexe, les rayons divergent à partieQuelques exemples
Une image agrandie donnée par le miroir du télescope de HubbleLe sextant est un instrument à réflexion qui permet de mesurer la hauteur des astres. Son demi-cercle ou limbe gradué présente un arc de 60°, ce qui permet de mesurer la hauteur de planètes ou d'étoiles à partir d'un navire. Ainsi en mesurant avec le sextant la hauteur du soleil, on détermine la latitude
4G1 Optique page 7 de 30
7Un sous-marin en plongée à une
faible profondeur, peut observer la surface grâce à un périscope.Kaléidoscope
(A droite : image vue dans un kaléidoscope)Le four solaire
par rapport au miroir. Elle ne peut être captée sur un écran : chacun de ses sont situé dans un même plan.4G1 Optique page 8 de 30
84. Réfraction de la lumière
4.1 Expériences
bâton semble brisé à la surface de séparation (eau-air). En modifié lors de sa rentrée dans le liquide.4.2 Définition
On appelle réfraction de la lumière, le brusque changement de direction que subit le faisceau ieu transparent dans un autre.Schéma
Milieu 1 : n1
Milieu 2 : n
2Dioptre = surface de
séparation des deux milieuxRayon réfléchi
Rayon incidentN : Normale au point
1ir 2iRayon réfracté
12:angle d'incidence
:angle de réfraction : angle de réflexioni i r 1ir1 1 2 2.sin .sinn i n i
Loi de la réfraction
1. Le rayon incident, le rayon réfléchi, le rayon réfracté et la normale au
2. r la relation
1 1 2 2sin sinn i n i
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9 4.2.1 plus réfringent ( n1 n2 )Le rayon réfracté se rapproche de la
normale ( i2 < i1 )A tout rayon incident, il correspond un
rayon réfracté 4.2.2 moins réfringent ( n1 n2 ) Phénomène de réflexion totale, angle limiteLe rayon
de la normale ( i2 i1 )A tout rayon incident ne correspond pas un
rayon réfracté. i1 = angle limite l alors i2 = 90°
1 rayon réfracté dans le second milieu mais on observe une réflexion du rayon sur la surface de séparation transparen : la réflexion totale. Cette réflexion totale se produit si les 2 conditions suivantes sont remplies : milieu 2 mois réfringent1 doit être supérieu
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10 Le rayon (1) arrive perpendiculairement sur la surface réfléchi.Un rayon laser entre dans un bocal à poisson et est réfléchi, par un miroir placé dans le fond, selon différents angles. On voit clairement le rayon qui est
4.3 Application de la réfraction.
réalité. Un indien qui pêche le poisson en tirant des flèches dansCoucher de Soleil anticipé
Lorsque la lumière du Soleil entre dans l'atmosphère, elle traverse successivement plusieurs couches d'air. Ces couches sont de plus en plus denses, à mesure qu'on se rapproche du sol. Lalumière est donc réfractée par des milieux de plus en plus réfringents, ce qui en rapproche les
rayons de la verticale. Le Soleil, comme tout autre objet du ciel, nous semble donc plus hautqu'il ne l'est en réalité. Ce phénomène est particulièrement évident à son coucher et à son
lever. Les rayons provenant du Soleil sont courbés par l'atmosphère4G1 Optique page 11 de 30
11 Autres exemples
apparaît brisée. pour le coucher de soleil, les rayons venant du a un indice de réfraction légèrement supérieur à 1).Cependant, le phénomène
est plus sensible pour les rayons proches deLe résultat : le soleil
semble légèrement aplati.Il a une forme elliptique.
Les mirages
Le mirage inférieur
(asphalte, sable,..), il se produit le phénomène de mirage inférieur (ou " mirage du désert »). La densité
reflet du ciel comme si le sol se comportait comme un miroir ». La figure montre les trajets réel (2) et apparent (3)Le mirage supérieur
Au contraire du " mirage du désert -dessus
" flottent .4G1 Optique page 12 de 30
124. 4 Applications de la réflexion totale
Le prisme à réflexion totale
Les prismes à réflexion totale permettent de renvoyer la lumière à 90° ou à 180°. EN effet air e sont égaux à 45°. De tels prismes sont utilisés dans jumelles, les télescopes, les appareils photos nettement plus précises mais ils sont aussi beaucoup plus chers. Quelques exemples sont donnés ci après. che et la droite de telle sorte que le champ de vision observé Les appareils photo de type réflex utilisent des prismes à réflexion totales.Les diamants
Tailler des pierres précieuses est un art. En fait, un joaillier se sert de la réflexion totale
interne pour rendre un bijou plus brillant. Un diamant étant transparent, la lumière peut y entrer et en ressortir. Il est possible de tailler des faces planes dans la pierre de façon à empêcher la lumière de sortir par d'autres faces que celle du dessus. Il faut donc que lalumière entrant dans la pierre subisse des réflexions totales internes sur les autres faces. Ainsi,
le bijou nous semble plus éclatant lorsqu'on le regarde du dessus.4G1 Optique page 13 de 30
13 Les fibres optiques
la plus importante de la réflexion totale est pour canaliser et " transporter » la lumière. La lumière subit un très grand nombre de réflexions totales sur les surfaces de séparation fibre-verre. ibre optique de fibre optiqueLes fontaines lumineuses
Les rayons lumineux, par réflexion totales successives, sont prisonniers des filets d'eau. La lumière jaillit lors de l'éclatement des gouttes d'eau.
utilise une fibre optique pour transporter de la lumière vers un organe à explorer et un système optique pour amener à4G1 Optique page 14 de 30
14Faisceau de fibres optiques
Vêtement en fibre optique
Les communications
Les fibres optiques en verre sont utilisées depuis lesUne seule
fibre optique pUn seul câble
permet de transporter 40 000 conversations simultanées. Chaque année 200 000 km de câbles sont posées dans le monde.La réfraction est la déviati
transparent dans un autre La surface séparant deux milieux transparents est appelée dioptre réfracté sont situés dans un même plan. réfringent est toujours possible. (n1 < n2) o limite. Sinon, il y a réflexion totale. Les applications de la réflexion totale sont très nombreuses et importantes :4G1 Optique page 15 de 30
155 Les lentilles minces
5.1 Définition
Une lentille est un milieu transparent, homogène limité par 2 faces sphériques ou une face sphérique et une face plane.5.2 Classification des lentilles
Chacune des faces possède un
rayon de courbure R ainsi centre de courbure C.On appelle axe de symétrie ou
axe principal de la lentille, la droite joignant les points C1 et C 2On appelle lentille mince
rapport au rayon de courbure les lentilles à bords minces ou lentilles convergentes (symbole les lentilles à bords épais ou lentilles divergentes (symbole5.3 Caractéristiques des lentilles
minces lcentre optique Tout rayon incident qui passe par le centre optique droite.4G1 Optique page 16 de 30
165.3.2 Les foyers de la lentille
Convergente
Si on envoie sur une lentille à bords minces
F appelé foyer de la lentille et situé sur
On appelle distance focale : la distance du
foyer à la lentilleDivergente
Si on envoie sur une lentille à bords épais un faisceau de (foyer virtuel)5.3.3 Les rayons remarquables
Un rayon passant par le centre op
en passant par le foyer F situé du côté opposé à celui du rayon incident pour une lentille convergente
de telle manière que son prolongement passe par le foyer F situé du côté du rayon incident pour une lentille divergente
5.4 Construction géométrique des images par une lentille
convergente rapport à la lentille5.4.1 Distance ( objet-lentille)
2 OF réelle (captable sur un écran) renversée5.4.2 Distance ( objet-lentille ) = 2 OF
nversée et de même grandeur que objet4G1 Optique page 17 de 30
175.4.3 Distance ( objet-lentille ) est comprise
entre OF et 2 OF le principe du projecteur de diapositives5.4.4 Distance ( objet-lentille ) est
OF virtuelle (non captable sur un écran),5.4.5 Résumé
Position
d R = Réelle V = Virtuelle R= Renversée D = Droite + = plus grande = plus petite d > 2f d = 2f2f d < f R R R V R R R D 4G1 Optique page 18 de 30
18 Les rayons passant par le centre optique O ne sont pas déviés. émergent en passant par le foyer image F .
particuliers. membrane blanche et résistante qui devient la cornée transparente à l'avant. Plaquée sur la
sclérotique se trouve la choroïde; celle- devant l'iris L'ouverture de l'iris s'appelle la pupille; le diamètre de celle-ci peut varier de 2 à 8 mm. La rétine
d'épaisseur. Elle contient les cellules visuelles sensibles à la lumière et communique avec le
cerveau par les fibres du nerf optique. La sensibilité de la rétine à la lumière est surtout
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19 appelée la tache jaune. Derrière l'iris, le cristallin, qui est une lentille biconvexe, partage le globe oculaire en deux
chambres: la chambre antérieure remplie par l'humeur aqueuse et la chambre postérieure remplie par l'humeur vitrée. ' La cornée, l'humeur aqueuse, le cristallin et l'humeur vitrée sont des milieux transparents. La perception des couleurs
La rétine est tapissée de cellules nerveuses sensibles à la lumière appelées cônes et de
bâtonnets en fonction de leurs formes. Les bâtonnets permettent une vision en noir et blanc pour de faibles éclairements; les cônes
permettent une vision des couleurs pour une forte intensité lumineuse; il existe des cônes sensibles principalement au rouge-jaune, des cônes sensibles principalement au vert et des cônes sensibles principalement au bleu. Les cônes sont majoritairement placés dans le prolongement de l'axe optique (tâche jaune ou fovea) et sont responsables de la netteté de l'image, alors que les bâtonnets sont situés à la
périphérie de cette zone puis diminuent progressivement sur les bords; ils ne donnent qu'une image peu nette. grossièrement assimilable à : une lentille mince convergente de 15 mm de distance focale, une petite surface sensible entourant la tache jaune et jouant le rôle d'écran, un diaphragme dont le diamètre se règle automatiquement pour laisser passer la quantité de lumière nécessaire.
6.1.3 L'accommodation
forme sur la rétine; cette image estquotesdbs_dbs42.pdfusesText_42
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18 Les rayons passant par le centre optique O ne sont pas déviés.émergent en passant par le foyer image F .
particuliers.membrane blanche et résistante qui devient la cornée transparente à l'avant. Plaquée sur la
sclérotique se trouve la choroïde; celle- devant l'iris L'ouverture de l'iris s'appelle la pupille; le diamètre de celle-ci peut varier de 2 à 8 mm.La rétine
d'épaisseur. Elle contient les cellules visuelles sensibles à la lumière et communique avec le
cerveau par les fibres du nerf optique. La sensibilité de la rétine à la lumière est surtout
4G1 Optique page 19 de 30
19 appelée la tache jaune. Derrière l'iris, le cristallin, qui est une lentille biconvexe, partage le globe oculaire en deux
chambres: la chambre antérieure remplie par l'humeur aqueuse et la chambre postérieure remplie par l'humeur vitrée. ' La cornée, l'humeur aqueuse, le cristallin et l'humeur vitrée sont des milieux transparents.La perception des couleurs
La rétine est tapissée de cellules nerveuses sensibles à la lumière appelées cônes et de
bâtonnets en fonction de leurs formes.Les bâtonnets permettent une vision en noir et blanc pour de faibles éclairements; les cônes
permettent une vision des couleurs pour une forte intensité lumineuse; il existe des cônes sensibles principalement au rouge-jaune, des cônes sensibles principalement au vert et des cônes sensibles principalement au bleu. Les cônes sont majoritairement placés dans le prolongement de l'axe optique (tâche jaune oufovea) et sont responsables de la netteté de l'image, alors que les bâtonnets sont situés à la
périphérie de cette zone puis diminuent progressivement sur les bords; ils ne donnent qu'une image peu nette. grossièrement assimilable à : une lentille mince convergente de 15 mm de distance focale, une petite surface sensible entourant la tache jaune et jouant le rôle d'écran,un diaphragme dont le diamètre se règle automatiquement pour laisser passer la quantité de lumière nécessaire.
6.1.3 L'accommodation
forme sur la rétine; cette image estquotesdbs_dbs42.pdfusesText_42[PDF] circuit de refroidissement moteur diesel pdf
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