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Niveau seconde
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L'indice de réfraction

Posté par
poplo77
24-05-15 à 18:48

Une cuve contient de l'eau d'indice 1,33 surmontée d'une couche d'huile de paraffine transparente d'épaisseur 1cm et d'indice 1,45
Un rayon lumineux passe de l'air dans l'huile, l'angle d'incidence étant de 40°
1°) Calculer l'angle de réfraction au passage air-huile
2°) Calculer l'angle d'incidence et l'angle de réfraction au passage huile-eau
3°) tracer le trajet de ce rayon lumineux dans l'huile puis l'eau de la cuve, en respectant les différents angles calculés.
4°)Quelle serait la direction du rayon lumineux dans l'eau s'il n'y avait pas d'huile ?

Aidez moi svp je ne comprend pas

Posté par
Coll Moderateur
re : L'indice de réfraction 24-05-15 à 19:05

Bonjour quand même...

Qu'est-ce que tu ne comprends pas ?
Tu as appris ton cours, je suppose, et tu connais la loi de Snell-Descartes.

Que proposes-tu ?

Posté par
poplo77
re : L'indice de réfraction 24-05-15 à 19:22

Bonjour
Je ne comprends pas je n'ai pas mon cours, je sais que la loi dit n1.sin i1=n2.sin i2 mais je n'y arrive pas et ces à rendre pour mardi donc sa se serais sympa si vous pourrez m'aider

Posté par
Coll Moderateur
re : L'indice de réfraction 24-05-15 à 20:56

Eh bien, première question : passage de l'air dans l'huile

n_1.\sin(i_1)=n_2.\sin(i_2)

il y a quatre variables, et tu en connais trois. Il est donc facile de calculer la quatrième
n_1=\ \text{?}
i_1=\ \text{?}
n_2=\ \text{?}

À toi.

Posté par
poplo77
re : L'indice de réfraction 24-05-15 à 21:16

pour la 1 je trouve 26°
pour la 2 je trouve pour l'incidence 67° et l'angle de réfraction 90°
pour la 4 et la 3 je n'y arrive pas et pouvez me dire si c'est correcte ou non

Posté par
Coll Moderateur
re : L'indice de réfraction 25-05-15 à 07:56

Question 1

Au point d'incidence I à l'interface entre l'air et l'huile de paraffine :
Indice de réfraction de l'air : n_1=\ 1,0
Angle d'incidence : i_1=\ 40°
Indice de réfraction de l'huile de paraffine : n_2=\ 1,45

L'angle de réfraction i_2 dans l'huile de paraffine est tel que :

n_1.\sin(i_1)=n_2.\sin(i_2)

et donc

1,0\times \sin(40°)=1,45\times \sin(i_2)

\sin(i_2)=\dfrac{1,0\times \sin(40°)}{1,45}

et

i_2=\sin^{-1}\left( \dfrac{1,0\times \sin(40°)}{1,45} \right) \approx 26,3°

D'où le début de la figure :

L\'indice de réfraction

Question 2

Que vaut l'angle d'incidence en J dans l'huile de paraffine ? Je te propose de nommer cet angle j_2

Il faudra appliquer une seconde fois la relation de Snell-Descartes pour calculer l'angle de réfraction en J dans l'eau. Je te propose de nommer cet angle de réfraction j_3

(Tes réponses aux questions 2 et 3 sont fausses)

Posté par
poplo77
re : L'indice de réfraction 25-05-15 à 12:04

Pour la 2
L'angle de refraction est de 28,9 et l'incidence est de 26,3
?

Pour la 3 et la 4 je n'y arrive vraiment pas

Posté par
Coll Moderateur
re : L'indice de réfraction 25-05-15 à 12:37

Oui.

Au point d'incidence J à l'interface entre l'huile de paraffine et l'eau :
Indice de réfraction de l'huile de paraffine : n_2=\ 1,45
Angle d'incidence : j_2=\ 26,3°°
Indice de réfraction de l'eau : n_3=\ 1,33

L'angle de réfraction j_3 dans l'eau est tel que :

n_2.\sin(j_2)=n_3.\sin(j_3)

et donc

1,45\times \sin(26,3°)=1,33\times \sin(j_3)

\sin(j_3)=\dfrac{1,45\times \sin(26,3°)}{1,33}

et

j_3=\sin^{-1}\left( \dfrac{1,45\times \sin(26,3°)}{1,33} \right) \approx 28,9°

D'où la figure (c'est la question 3) :

L\'indice de réfraction

Question 4

Imagine un rayon qui arrive à une interface air-eau avec un angle d'incidence de 40° dans l'air.
Quel serait l'angle de réfraction dans l'eau ?

Compare la valeur que tu trouves avec celle que tu as trouvée à la deuxième question.
Comment peut-on expliquer ce résultat ?

Posté par
poplo77
re : L'indice de réfraction 25-05-15 à 14:03

Je n'y arrive pas vous pouvez me le faire s'il vous plait 😊

Posté par
Coll Moderateur
re : L'indice de réfraction 25-05-15 à 17:28

Je ne vois pas pourquoi tu n'y arriverais pas (à moins que tu préfères faire faire ton travail par les autres).
Tu as su faire les questions 1 et 2, donc tu dois savoir faire aussi cette question 4

Posté par
poplo77
re : L'indice de réfraction 25-05-15 à 20:21

Esque la 4 c'est
(1,45.sin(40)):1,33 ?
Ou
(1,45.sin(26,33)):1,33?

Posté par
Coll Moderateur
re : L'indice de réfraction 25-05-15 à 20:53

Question 4

On suppose qu'il n'y a pas d'huile. Donc le rayon doit passer directement de l'air dans l'eau

Indice de réfraction de l'air : ...
Angle l'incidence dans l'air : ...
Indice de réfraction de l'eau : ...

Et donc, par application de la relation de Snell-Descartes,
Angle de réfraction dans l'eau : ...

Posté par
poplo77
re : L'indice de réfraction 25-05-15 à 22:41

Mais c'est quoi indice de refraction de l'air et l'angle d'incidence ?

Posté par
Coll Moderateur
re : L'indice de réfraction 26-05-15 à 07:24

Si tu ne sais pas répondre à ces questions, alors je ne vois pas du tout comment tu as pu faire pour trouver 26°, la réponse à la première question (ton message du 24 à 21 h 16).
Pour la question 4 c'est en effet strictement les mêmes valeurs...



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