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1 Fiche d'edžercices corrigĠs : Réfraction et lois de Descartes

Rappel de cours

Réfraction : On appelle réfraction de la lumière le changement de direction de la lumière à la traversée de la séparation entre deux milieux transparents. i1: angle d'incidence i2: angle de réfraction. Le plan contenant le rayon incident et la normale à la surface est le plan d'incidence. Première loi de Descartes: Le rayon réfracté est dans le plan d'incidence. Deuxième loi de Descartes: n1 . sin i1=n2 . sin i2 Avec n1: indice de réfraction du milieu 1 et n2: indice de réfraction du milieu 2

Indice de refraction :

Pour une radiation donnée, un milieu transparent homogène est caractérisé par un indice de réfraction n. n = c / v

L'indice de réfraction de

l'air est très peu différent de 1.

L'indice de réfraction de

l'eau est égal à 1,33 n indice de réfraction c vitesse de la lumière dans le vide (m / s) v vitesse de la lumière dans le milieu considéré (m / s)

Petit rappel mathématique

Tout comme la loi de Descartes n1 . sin i1 = n2 . sin i2 avec A = n1 B = sin i1

C = n2 D = sin i2

Pour exprimer A en fonction des autres éléments , il faut éliminer le terme B.

A . B = C . D ->

B

D . C = B

B .A B

D . CA

2

A . B = C . D ->

A

D . C = A

B .A A

D . CB

A . B = C . D ->

D

D . C = D

B .A D

B .A C

, il faut éliminer le terme C

A . B = C . D ->

C

D . C = C

B .A C A.BD Un Sur la calculatrice, trouvez la fonction sinus inverse. Sur la plupart des calculatrices, il faut appuyer sur la touche (inv) inverse (notée 2nd parfois) puis la touche (sin) sinus. Attention, vérifier que votre calculatrice est en mode degré et non pas radian.

On trouve E = 60°.

Exercice 1 : Question de cours

-t-on rayon incident et rayon réfracté

Solution :

3 Exercice 2 : Application simple de la loi de Descrtes a)- On oriente le laser perpendiculairement b)- réfraction. c)- On éclaire maintenant la surface de l

Données

neau = 1,33

Solution :

a)

Donc: i 1 = 0 °.

b) V - Notations i 1 : n 1 ; angle de réfraction i 2 : n 2. - la relation suivante : 4 - -aussi. c) Loi de Descartes, n1 . sini1 = n2 . sini2 et q

32)53,0(sini

53,033,1

)45sin(.1 n sini . n= sini 1- 2 2 11 2 Exercice 3 : Réaliser un schéma d'après une description et arrivant sur une surface plane de verre. Données : indice de réfraction du verre n verre = 1,52.

1. Schématiser la situation illustrant le phénomène de réfraction.

2. Écrire la deuxième loi de DESCARTES.

3. réfraction de 20 °.

Solution :

1. voir schéma à gauche

2. Loi de Descartes :

- n 1 . sin i 1 = n 2 . sin i 2

3. i 1 .

5

Exercice 4 : Déterminer l verre.

de polycarbonate. Le polycarbonate est un verre organique permettant d'obtenir des ǀerres de

1. Reproduire et compléter le schéma ci-dessus en

indiquant et la normale à la surface de séparation des deux milieux. 2. a pour valeur 21 °. Représenter sur le schéma le trajet de la lumière dans ce matériau. 3.

DESCARTES.

4. n 2 du matériau et en déduire

sa valeur.

Solution :

1. Schéma à gauche.

2. Trajet de la lumière : au passage de la

surface de séparation, le rayon lumineux est dévié (voir schéma au-dessus).

3. Expression de la deuxième loi de

Descartes :

- n 1 . sin i 1 = n 2 . sin i 2 4. - Application numérique : Valeur dequotesdbs_dbs7.pdfusesText_5