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Angle d'incidence et de réfraction

Posté par
DarkFel
08-12-07 à 16:24

bonjour alors j'ai un exercice à faire pour lundi mais il est un peu dur pour moi alors j'aimerais une bien petite aide.

Un rayon lumineux monochromatique arrive sur une vitre faite de verre d'indice n = 1.51 et d'une épaisseur e = 5 mm. l'angle d'incidence est i = 30.0°

1. Calculer l'angle de réfraction du rayon dans le verre, puis tracer ce rayon.

ça j'ai fait j'ai trouvé :
sin i = n.sin r
sin r = sin i / n
r = sin-1( sin i/n )
r = 19.3° ( 3 chiffres significatifs vu qu'on à 1.51 et 30.0° )

2. calculer l'angle d'incidence de ce rayon sur le dioptre verre/air

ben l'angle d'incidence du rayon sur le dioptre verre/air = 19.3° non ?
car quand je fait les calculs ça me donne :
n.sin i = sin r
sin i = sin r/n
i = sin-1( sin r/n )
i = 12.6°
quelqu'un pourrait m'expliquer ???

3.Avec quel angle de réfraction le rayon émerge-t-il de la vitre? Tracer ce rayon émergent
ça veut dire soit pas le rayon d'incidence de l'air ou celui du verre ??

4.Comparer la direction du rayon qui arrive sur la vitre et la direction de celui qui en sort.
Ce résultat dépend-il de la valeur d'indice n?

Les deux rayons sont parallèles ça je sais, et ça ne dépend pas de la valeur d'indice n mais je sais pas pourquoi... ?

5.Le rayon lumineux incident est de couleur blanche. Comment seront disposés les rayons associés aux différentes couleurs à la sortie de la vitre? Comparer l'effet d'un prisme et l'effet d'une vitre sur la lumière blanche.

cette question je la comprends pas...

Voilà, j'espère que vous pourriez m'aidez à mieux comprendre les questions et ce qu'il faut que je fasse. Au fait pour ceux qu'on le livre physique chimie de 2nd Collection Parisi c'est l'exercice 24 p 232.

Posté par
DarkFel
re : Angle d'incidence et de réfraction 08-12-07 à 16:32

voici l'image :

Angle d'incidence et de réfraction

Posté par
DarkFel
re : Angle d'incidence et de réfraction 08-12-07 à 18:57

quelqu'un pour m'aider ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Angle d'incidence et de réfraction 08-12-07 à 19:08

Bonsoir,

D'accord pour l'angle de réfraction dans le verre : 19,3°

Oui, l'angle d'incidence pour la deuxième face (la face de sortie), pour le dioptre verre/air est bien 19,3°, égal à l'angle de réfraction à la première face.

Je ne comprends pas ton "calcul" ; celui dont le résultat serait 12,6°
Qu'as-tu calculé ?

Troisième question : on cherche l'angle de réfraction pour la deuxième face. On sait que l'angle d'incidence dans le verre est 19,3° ; quel est l'angle de réfraction correspondant dans l'air ?

Ce serait bien que tu donnes la réponse littéralement avant de faire l'application numérique. Comme cela tu "sauras pourquoi" à la quatrième question

Posté par
DarkFel
re : Angle d'incidence et de réfraction 08-12-07 à 19:20

ah ouais j'ai compris pour la 2°
troisième question je dois que le rayon réfracté émerge avec le rayon d'incidence du plexiglas ?
l'angle de réfraction dans l'air = 30°

la 5° je comprends toujours pas

Merci à toi de m'avoir aider

Posté par
Coll Moderateur
re : Angle d'incidence et de réfraction 08-12-07 à 20:11

Oui, l'angle de réfraction à la sortie de la vitre est égal à l'angle d'incidence et cela ne dépend pas de l'indice de réfraction (important pour la question 5)

Pour la question 5 : il faut prendre en compte que l'indice de réfraction dépend de la fréquence du rayon lumineux, donc de sa couleur. La lumière blanche est donc décomposée en un spectre du violet au rouge à l'intérieur de la vitre. Ces rayons seront réfractés et chaque rayon sortira avec un angle de réfraction égal à son angle d'incidence à l'entrée de la vitre : donc tous les rayons à la sortie seront parallèles entre eux. Ceci est différent de ce que l'on observe à la sortie d'un prisme où les rayons du spectre divergent depuis le prisme, ils ne sont pas parallèles entre eux.

Posté par trac76 (invité)re : Angle d'incidence et de réfraction 09-12-07 à 11:39

bonjour

j'ai cet exercice a faire aussi

j'aimerais savoir comment expliquer le résultat de la question 2
Il faut dire que les angles sont alterne interne donc egaux ou il y a une autre méthode ?

merci de vos réponses

Posté par
Coll Moderateur
re : Angle d'incidence et de réfraction 09-12-07 à 11:42

Bonjour trac76

Il faut en effet dire que les angles sont alternes internes (par rapport aux deux normales qui sont parallèles entre elles puisque les faces sont elles-mêmes parallèles) et donc égaux.

Il n'y a pas d'autre méthode : c'est de l'optique géométrique et donc... il faut utiliser la géométrie

Posté par
Niceshe-devil
re : Angle d'incidence et de réfraction 13-01-08 à 13:42

J'ai à faire cet exercice aussi, je l'ai fait sans problème mais je n'ai pas bien saisi un truc..
Pour la question 1 l'angle de réfraction de le verre r=19.3° or
n2(verre)>n1(air) donc r>i mais ce n'est pas le cas ici 30°>19.3°?!
Je n'ai pas bien compris cette règle si qqn pourrait m'aider.. merci

Posté par
Coll Moderateur
re : Angle d'incidence et de réfraction 13-01-08 à 14:12

Bonjour quand même...

n2,verre > n1,air donc r < i
car
n1,air * sin(i) = n2,verre * sin(r)

puisque n2,verre > n1,air il faut sin(r) < sin(i) et donc... r < i

Posté par
Niceshe-devil
re : Angle d'incidence et de réfraction 13-01-08 à 14:42

Bonjour désolée
Merci, j'avais mal compris^^

Posté par
Coll Moderateur
re : Angle d'incidence et de réfraction 13-01-08 à 18:28

Je t'en prie.
A une prochaine fois !

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