CALCULER UN ANGLE A PARTIR DE LA LOI DE DESCARTES
L'indice de réfraction du verre est de 151. Quel est l'angle de réfraction ? 1- Comme pour tout calcul en physique ou en chimie
Chap 3_act_Expliquer_un_mirage_CORRECTION
Les angles i2 et i'2 sont alternes-internes ils sont donc égaux : i'2 = i2 = 75
Chapitre 5 - Réfraction et dispersion de la lumière
Le rayon lumineux se confond donc avec la normale donc il n'est pas réfracté. Calcul de l'angle de réfraction i2 si i1 = 30°. Selon la deuxième loi de
ECE : Détermination de lindice de réfraction de leau
réfraction de l'air est égal à 1. Document 3 : Calculer le sinus d'un angle avec un tableur. Dans un tableur les angles doivent être exprimés en radians et
Réfraction lumineuse
déterminer la valeur de l'indice de réfraction d'un milieu ;. • calculer un angle de réfraction. Activité 1 : Algorithme. Avant la réalisation
Chapitre 3: Réfraction de la lumière
b) Écrire la seconde loi de Snell-Descartes. c) Calculer l'angle de réfraction maximum. 5 Réfraction au dioptre verre - air. Un faisceau de lumière
Réfraction lumineuse
déterminer la valeur de l'indice de réfraction d'un milieu ;. • calculer un angle de réfraction. Activité 1 : Algorithme. Avant la réalisation
Exercice 30 p.231 sur le chapitre 5
Un prisme possède un angle au sommet de 60° et l'indice de son verre est n = 151. Un Calculer l'angle de réfraction r en i point d'entrée du rayon.
SL1 T.P. N°3 Déterminer langle limite de réfraction
III) Données : Quand un rayon lumineux se propage d'un milieu 1 dans un milieu 2 d'indice plus petit le rayon lumineux ne subit plus de réfraction dès que l'
Correction exercices réfraction
Calculer l'angle de réfraction r avec lequel le rayon passe dans l'air. Loi de Descartes : r ni n verre air sin.
[PDF] Chapitre 5 - Réfraction et dispersion de la lumière - Lycée dAdultes
- L'angle entre le rayon réfracté et la normale au dioptre est appelé angle de réfraction noté i2 Attention: Ne pas confondre rayon incident (ou rayon réfracté)
[PDF] CALCULER UN ANGLE A PARTIR DE LA LOI DE DESCARTES
CALCULER UN ANGLE A PARTIR DE LA LOI DE DESCARTES La deuxième loi de Descartes sur la réfraction relie l'angle d'incidence i1 à l'angle de réfraction i2
[PDF] Fiche de synthèse n°5 : réfraction et réflexion de la lumière
mesurer les angles – L'angle d'incidence est l'angle entre la normale ( ) et le rayon incident – L'angle de réfraction est l'angle entre la normale
[PDF] Indice de réfraction et vitesse de la lumière
L'indice de réfraction d'un milieu est une mesure de sa densité optique transmission est de 90° on peut calculer l'angle critique de la manière
[PDF] ECE : Détermination de lindice de réfraction de leau
Pour convertir un angle en radians il faut utiliser la formule =B1*pi()/180 où B1 est l'adresse de la cellule contenant la valeur de l'angle en degrés Ensuite
[PDF] Chapitre 3: Réfraction de la lumière - ALlu
b) Écrire la seconde loi de Snell-Descartes c) Calculer l'angle de réfraction maximum 5 Réfraction au dioptre verre - air Un faisceau de lumière
[PDF] SL1 TP N°3 Déterminer langle limite de réfraction
III) Données : Quand un rayon lumineux se propage d'un milieu 1 dans un milieu 2 d'indice plus petit le rayon lumineux ne subit plus de réfraction dès que l'
[PDF] CHAPITRE III LA REFRACTION
6) La formule de Descartes permet de calculer l'angle limite l : sin sin 90 1
[PDF] Fiche : mesure dun indice de réfraction avec le réfractomètre dAbbe
Ceci peut être mis à profit pour déterminer la composition d'un mélange Cependant il faut au préalable tracer une droite d'étalonnage de l'indice de
[PDF] III REFLEXION REFRACTION
Lorsque le rayon incident tombe sur le dioptre en formant un angle droit on dit que l'incidence est normale Lorsque l'incidence est normale l'angle d'
Quelle est la formule pour calculer l'angle de réfraction ?
La loi de Snell s'écrit simplement : ni x sin(i)= nr x sin(r) où i et r sont respectivement les angles d'incidence et de réfraction (en radian).Comment calculer l'angle de réfraction i1 ?
L'expression de l'angle de réfraction ( i2 = arcsin (( n1. sin(i1)) / n2 ) ) implique que l'expression (n1.
1sin (i1) ne peut pas prendre une valeur supérieure à n2/n1 (dans ce cas n1. 2l'angle d'incidence i1 ne peut donc lui-même pas dépasser la valeur limite i1lim = arcsin (n2/n1)Comment calculer l'angle de réfraction limite ?
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.- ?Angle de réfraction - ?r
?Angle situé entre le rayon réfracté et la normale. La loi de la réfraction nécessite deux éléments: le rayon réfracté est dans le même plan que le rayon incident et la normale.
2e B et C 3 Réfraction de la lumière 16
Chapitre 3: Réfraction de la lumière
1. Expérience 1 : tour de magie avec une pièce de monnaie
a) DispositionAutour d'une petite boîte contenant une pièce de 1 € de nombreux observateurs se placent tel
que le bord de la boîte leur cache tout juste la pièce. (Un tout petit déplacement de la tête
suffirait pour voir la pièce !) b) Déroulement Pendant que les observateurs maintiennent leur tête immobile on verse de l'eau dans la boîte. c) ObservationBien que ni la pièce ni les têtes n'aient bougé la pièce est devenue visible pour tous les
observateurs. d) Explication Tout point-objet de la pièce émet des rayons lumineux dans toutes les directions. Lorsqu'il n'y a pas d'eau, aucun de ces rayons n'aboutit à l'oeil.En présence d'eau, les rayons lumineux émis par la pièce traversent la surface de séparation
entre l'eau et l'air. Ces rayons subissent alors un brusque changement de direction : la lumière est réfractée ! Ce phénomène s'appelle la réfraction de la lumière.2e B et C 3 Réfraction de la lumière 17
Lorsqu'il y a de l'eau, des rayons émis par la pièce et ayant subi la réfraction passent sans
problème dans l'oeil.2. Expérience 2 : source lumineuse sous l'eau
Une source lumineuse placée sous l'eau émet de minces faisceaux de lumière dans des directions différentes.Observations
1. La lumière subit la réfraction en sortant de l'eau.
2. La surface de séparation eau/air réfléchit également une partie de la lumière.
3. Un faisceau de lumière très oblique par rapport à la surface de séparation eau/air n'arrive
pas à sortir de l'eau : il est totalement réfléchi.2e B et C 3 Réfraction de la lumière 18
3. Expérience 3 : lumière passant de l'air dans le plexiglas
a) Dispositif expérimental Sur un disque vertical muni d'une graduation d'angle on dispose, en son centre, un demi- disque en plexiglas. On dirige un faisceau laser tangentiellement au plan du disque vers le centre de celui-ci sur le côté plan du demi-disque. Cette surface de séparation entre deux milieux transparents différents s'appelle dioptre. b) Observations * Au point d'incidence, la lumière traverse le dioptre air/plexiglas avec un brusque changement de direction de la lumière (réfraction). * Le rayon réfracté est également tangentiel au plan du disque. Dans cette expérience la lumière passe d'un milieu moins réfringent dans un milieu plus réfringent !2e B et C 3 Réfraction de la lumière 19
c) Mesures Mesurons l'angle de réfraction r pour différents angles d'incidence i. i (°) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 85 r (°) sin i sin r sini sinr d) Conclusions1. Sauf pour i = 0°, l'angle de réfraction est plus petit que l'angle d'incidence : le rayon
réfracté se rapproche de la normale.2. La réfraction est d'autant plus prononcée que l'angle d'incidence est plus grand.
3. Il n'y a pas de réfraction si la lumière incidente vient perpendiculairement au dioptre
(i = 0° r' = 0°). Il n'y a donc pas de réfraction à la sortie du plexiglas où i est toujours
nul.4. L'angle de réfraction maximum vaut : =____°
5. Le rayon réfracté se trouve dans le plan d'incidence (= plan formé par la normale au
dioptre et le rayon incident).6. Il n'y a pas de proportionnalité entre i et r, mais entre sin i et sin r.
sin iconstantesin r= ______________ Cette constante est appelée indice de réfraction relatif du plexiglas par rapport à l'air. Elle dépend des caractéristiques du plexiglas et de l'air, ainsi que de la couleur de la lumière.2e B et C 3 Réfraction de la lumière 20
4. Expérience : lumière passant du plexiglas dans l'air
a) DescriptionRefaisons l'expérience précédente mais inversons le sens de propagation de la lumière : Le
premier milieu est le plexiglas, le deuxième milieu est l'air.Il n'y a pas de réfraction à l'entrée dans le plexiglas où i est toujours nul. Nous étudions la
réfraction à la sortie du plexiglas. Dans cette expérience la lumière passe d'un milieu plus réfringent dans un milieu moins réfringent ! Choisissons comme valeurs de l'angle d'incidence i successivement les valeurs de l'angle de réfraction de l'expérience précédente. b) Résultats de mesure Les angles de réfraction sont égaux aux angles d'incidence respectifs de l'expérience précédente.2e B et C 3 Réfraction de la lumière 21
c) Conclusions1. La lumière emprunte le même trajet indépendamment du sens de la propagation. Cette
propriété est encore connue sous le nom de loi du retour inverse de la lumière.2. Sauf pour i = 0 l'angle de réfraction est plus grand que l'angle d'incidence : le rayon
réfracté s'éloigne de la normale.3. Si i = (angle d'incidence limite), alors r' = 90° ; si i > , alors la lumière ne peut plus
passer dans le second milieu: elle est totalement réfléchie. Le dioptre agit alors comme un miroir parfait.4. Il y a proportionnalité entre sin i et sin r. La constante de proportionnalité est égale à
l'inverse de la constante de proportionnalité de l'expérience précédente. sin iconstantesin r= ______________ La constante est appelée indice de réfraction relatif de l'air par rapport au plexiglas. Elle dépend des caractéristiques du plexiglas et de l'air, et de la couleur de la lumière.5. Indice de réfraction. Lois de Snell-Descartes
a) Indice de réfraction relatif d'un milieu 2 par rapport à un milieu 1 : n2/1 L'indice de réfraction du 2e milieu par rapport au 1er milieu est d'autant plus grand que la réfraction est, pour un même angle d'incidence, plus prononcée. Exemple pour i (dans l'air) = 50°, r (dans le plexiglas) = 30° pour i (dans l'air) = 50°, r (dans l'eau) = 35 °. L'indice de réfraction de l'eau par rapport à l'air (neau/air = 1,33) est donc plus petit que celui du plexiglas par rapport à l'air (nplexi/air = 1,5).Une étude théorique plus poussée montre que la réfraction de la lumière est due au fait que la
lumière se propage avec des célérités (vitesses) différentes dans différents milieux.
Elle permet d'établir une relation entre l'indice de réfraction n2/1 et le rapport des célérités
dans les deux milieux. 1 2/1 2 cnc(c1 = célérité de la lumière dans le milieu 1 ; c2 = célérité de la lumière dans le milieu 2)
2e B et C 3 Réfraction de la lumière 22
Il s'ensuit que 1/2
2/11nn , ce qui est bien vérifiée par l'expérience !
Si le 2e milieu est plus réfringent que le 1er milieu : n2/1 > 1 et r < i. Si le 2e milieu est moins réfringent que le 1er milieu : n2/1 < 1 et, alors r > i. b) Indice de réfraction absolu d'un milieu L'indice de réfraction absolu d'un milieu est l'indice relatif de ce milieu par rapport au vide. milieu milieu cnc (formule à retenir) (c = célérité de la lumière dans le vide) Tableau de quelques indices de réfraction absolusMilieu n
plexiglas 1,49 eau 1,33 verre ordinaire 1,50 cristal au plomb 1,6 à 1,8 diamant 2,42 air (c. n. de p et T) 1,00029 c) Relation entre les indices de réfraction absolus n2 et n1, et l'indice de réfraction relatif n2/1 On montre aisément à l'aide des formules précédentes que 2 2/1 1 nnn2e B et C 3 Réfraction de la lumière 23
d) Enoncé des lois de Snell-Descartes de la réfraction Si un rayon lumineux passe d'un premier milieu d'indice de réfraction absolu n1 dans un deuxième milieu d'indice de réfraction n2, alors il subit une réfraction tel que :1. Le rayon incident, la normale au dioptre et le rayon réfracté sont dans un
même plan.2. L'angle de réfraction et l'angle d'incidence sont reliés par la relation :
22/1 1 2
1 nsin in n sin i n sin rsin r n e) Remarque : réfraction accompagnée de réflexionLes deux expériences ont montré qu'en dehors de la lumière réfractée, une partie de la
lumière est également réfléchie par le dioptre selon les lois de Descartes de la réflexion.
2e B et C 3 Réfraction de la lumière 24
6. Application de la réflexion totale : fibres optiques
Le rayon lumineux entrant en A subit un très grand nombre de réflexions totales (i > ) et sort finalement en B. Applications en médecine (endoscopie) et en électronique (transmission de données).7. Dispersion de la lumière
a) Expérience : Dispersion de la lumière blanche par un prisme En faisant subir deux réfractions successives à un mince faisceau de lumière blanche au moyen d'un prisme en verre, on constate que la lumière blanche a été décomposée en un spectre allant du rouge au violet (couleurs de l'arc-en-ciel).2e B et C 3 Réfraction de la lumière 25
Interprétation
Ce phénomène, appelé dispersion de la lumière, s'explique en admettant que l'indice de réfraction dépend de la longueur d'onde de la lumière : l'indice de réfraction correspondant à la plus grande longueur d'onde (le rouge) est plus petit que celui correspondant à la plus petite longueur d'onde (le violet). Ceci veut dire que la vitesse de la lumière rouge dans le verre est plus grande que celle de la lumière violette !Ainsi le rouge est moins fortement réfracté que le violet de sorte que le rouge et le violet se
retrouvent séparés sur l'écran. Les autres couleurs correspondant à des longueurs d'onde intermédiaires s'intercalent entre le rouge et le violet : on observe le spectre complet de la lumière blanche.Pour le verre : nrouge = 1,50 et nviolet = 1,52.
b) Spectre de la lumière blanche2e B et C 3 Réfraction de la lumière 26
Exercices supplémentaires
1 Tracé de rayons lumineux
Tracer le trajet des rayons lumineux à travers une vitre, un prisme, une lentille convergente et une lentille divergente.2 Réfraction au dioptre verre - eau
Un rayon lumineux se propageant dans le verre d'indice de réfraction 1,53 et faisant un angle de 70° avec le dioptre, sort dans l'eau d'indice de réfraction absolu 1,33. a) Quel est l'angle d'incidence? b) Calculer l'angle de réfraction.2e B et C 3 Réfraction de la lumière 27
3 Réfraction au dioptre air - eau
On schématise à la figure ci-dessous la réfraction d'un rayon de lumière monochromatique passant de l'air dans l'eau. a) Reproduire et compléter ce schéma en indiquant le point d'incidence, en dessinant la normale à la surface de séparation des deux milieux et en indiquant les angles d'incidence et de réfraction. b) Donner l'expression de la seconde loi de Snell-Descartes.
c) Calculer l'angle de réfraction si l'angle d'incidence vaut 45°, sachant que l'indice de réfraction absolu de l'eau vaut 1,33 et que celui de l'air vaut 1,00.4 Réfraction au dioptre air - diamant
L'un des rayons d'un faisceau de lumière se propageant dans l'air pénètre dans un diamant d'indice de réfraction absolu 2,43. a) Schématiser la situation. b) Écrire la seconde loi de Snell-Descartes. c) Calculer l'angle de réfraction maximum.5 Réfraction au dioptre verre - air
Un faisceau de lumière monochromatique est dirigé, comme l'indique le schéma ci-contre, vers le centre I de la face plane d'un demi-cylindre de verre. Il pénètre dans le verre sans déviation et aborde, en I, la face de séparation du verre et de l'air. a) L'indice de réfraction absolu du verre vaut 1,5. L'angle de réfraction vaut 60°. Calculer l'angle d'incidence. b) Reproduire et compléter le schéma en dessinant le rayon réfracté. Pourquoi le rayon n'est-il pas dévié lorsqu'il pénètre dans le demi-cylindre ?2e B et C 3 Réfraction de la lumière 28
6 Passage de la lumière à travers une lame de verre
Le rayon d'un faisceau de lumière monochromatique d'un laser est dirigé sur une lame deverre d'épaisseur 5 mm. Pour cette lumière, l'indice de réfraction absolu du verre est 1,47.
a) Calculer l'angle de réfraction i2 lorsque la lumière pénètre dans le verre avec un angle
d'incidence i1 = 40°.b) Avec quel angle d'incidence i3 la lumière atteint-elle la surface de sortie séparant le verre
et l'air ? c) Calculer l'angle de réfraction lorsque la lumière sort du verre. Conclusion ! d) Calculer le décalage latéral subi par le rayon.7 Crayon brisé
Interpréter l'illusion du crayon brisé à la surface de l'eau.8 Passage d'un rayon oblique à travers un cube de verre
La figure représente un rayon incident SI entrant dans un cube de verre d'arête AB = a. Pour la longueur d'onde utilisée l'angle d'incidence limite vaut 39°. a) Quel est l'indice de réfraction absolu du verre ? b) On a IA = a/5. Etablir la condition à laquelle doit satisfaire l'angle i pour que le rayon réfracté dans le verre arrive sur AB. c) Cette condition étant réalisée, construire letrajet suivi par la lumière si i = 45°, si i = 90°. Exprimer la déviation subie par le rayon
lumineux lors de la traversée du cube, en fonction de l'angle i.quotesdbs_dbs28.pdfusesText_34[PDF] indice de réfraction de l'eau sucrée
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