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Chapitre 3 la lumière / Exercice n°1
Bonjour à tous.
J'ai un exercice à réaliser durant les vacances et j'éprouve quelques difficultés. Alors, si quelqu'un pouvait m'aider, cela serait bien sympathique =) Merci d'avance ~
"Un pinceau cylindrique de lumière monochromatique de longueur d'onde lambda = 550 nm frappe en I une goutte d'eau sphérique sous l'angle d'incidence i.
On considère la lumière qui émerge de la goutte après avoir subi deux réfractions, la première en I, la seconde en K.
Au point J, la lumière subit une réflexion totale.
On apelle r, l'angle de réfraction. Pour cette longueur d'onde, l'indice de réfraction de l'eau est n = 1.334, celui de l'air est égale à 1.
1. Quelle est la célérité de l'onde dans la goutte ?"
Pour cette première question, j'ai divisé c (la célérité de la lumière dans le vide, qui est égale à 3,00.10^8 mètres par seconde) par l'indice de réfraction de l'eau. J'ai ainsi trouvé une célérité v à peu près égale à 2,25.10^8 mètres par seconde.
"2. Montrer que la direction de propagation subit à travers la goutte, une déviation D (angle entre le rayon émergent de la goutte et le rayon incident dans la goutte)
Exprimer D en fonction de i et de r. Calcukler D pour i = 59°"
Alors ici, je n'arrive tout simplement pas à visualiser ce qu'il se passe. J'ai tenté de faire un schéma, et je n'arrive à y placer que i, r et I... Donc si quelqu'un pouvait éclairer ma lanterne à ce sujet, ça serait sympa.
(Et puis je dois avouer que j'ai totalement oublié mes cours de seconde, que je n'ai malheuresement pas conservés. Mais ça, c'est de ma faute u.u)
"3.On étudie ici les variations de D en fonction de l'angle d'incidence i. Tracer la courbe représentant les variations de D en fonction de i, pour i variant de 0 à 90 °.
Quelle propriété de la déviation D cette courbe met-elle en évidence ?"
Je pense que si quelqu'un m'aide pour la seconde question, je pourrai faire la troisième seule.
Il y a encore des questions auxquelles répondre ensuite, mais je tenterai de me débrouiller =) Et si vraiment je n'y parviends pas, alors je posterai la suite =)
En somme, il me faut de l'aide pour la seconde question.
Encore merci d'avance ~
salut:
1) v=2,25.10^8 m/s c'est correct
2)n appliquant la 2 ème loi de la réfraction en I: sin(i)=nsin(r) (1)
or OJ=OI=Rayon de la goutte donc OIJ est isocèle => r=r1
d'après la2 ème loi de la réflexion i=r au point J .
de meme OJ=OK=Rayon de la goutte donc OKJ est isocèle => r1=r'=r
en appliquant la 2 ème loi de la réfraction en K:
nsinr=sini'' (2)
en comparant (1) et (2) tu constateras que i=i''
pardon voici le lien 
Formation d'un arc-en ciel
Je poste tout de même la suite...
"La goutte reçoit maintenant la lumière solaire sous une incidence moyenne de 60°.
Quelles sont les caractéristiques ondulatoire de cette lumière ?
Lorsque la longueur d'onde lambda de la lumière dans le vide varie de 400 nm à 750 nm, l'indice n de l'eau varie de 1.343 à 1.330.
Quel est le nom de la propriété correspondante du milieu de propagation ?
Quelle est la valeur de l'étalement angulaire pour un observateur recevant le faisceau émergent ?
Pourquoi, dans un arc-en-ciel, le rouge est-il à l'extérieur de l'arc ?"
Pour la dernière question, il me semble que c'est parce-que la tache rouge est plus "large" et donc qu'elle "déborde". Mais pour le reste, je suis un peu perdue =s
1) la lumière solaire est polychromatique.
2) la propriété correspondante du milieu de propagation est la vitesse de propagation de la lumière dans ce milieu anisi que son indice de réfraction.
or
i=60°
sin(i)= n sin (r) =>
donc
D=180+2i-4r
DR=138°
DV=139,6°
plus l'angle de déviation D d'une couleur est grand, plus la couleur concernée se situe vers l'intérieur de l'arc.
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