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Niveau seconde
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2 questions de physique

Posté par monstrodonte (invité) 08-02-07 à 11:49

j'aurais vraiment besoin d'aide, aidez moi please !

voilà le sujet :

Un faisceau laser passe successivement d'un milieu eau à un milieu verre. L'angle d'incidence est égal à 60°.
1) Calculer la valeur de l'angle de réfraction sachant que la vitesse de la lumière dans l'eau est de 2,25.10^8 m.s-1.
2) Sachant que la fréquence du laser est N = 4,74.10^14 Hz, calculez ses longueurs d'onde dans les deux milieux.

je pense avoir trouvé la première question. Langle de réfraction serait de 35,3°. Mais j'en suis pas sur.
Merci de votre aide.  

Posté par
Coll Moderateur
re : 2 questions de physique 08-02-07 à 12:03

Bonjour quand même...

Quels calculs as-tu fait pour trouver 35,3° ? Je ne trouve pas cette valeur.

Posté par
J-P
re : 2 questions de physique 08-02-07 à 12:16

1)
On peut calculer l'indice de réfraction de l'eau avec les données du problème.

n1/n2 = v2/v1

si le milieu 1 était l'air et le 2 l'eau, on a:

1/n2 = 2,25.10^8/3.10^8

n2 = 3/2,25 = 1,333
C'est l'indice de réfraction de l'eau pour la lumière utilisée.
-----

Il manque soit l'indice de réfraction du verre, soit une donnée qui permet de le calculer (comme je l'ai fait pour l'eau en connaissant la vitesse de propagation de la lumière dans l'eau)

Complète ce qui manque dans l'énoncé.

Posté par monstrodonte (invité)re : 2 questions de physique 08-02-07 à 12:50

Eh bien l'énoncé est complet pourtant, moi j'avais fait comme ça :
ni : rayon incident (dans l'eau)
Ci : vitesse de la lumière du laser dans le milieu 2 (le verre)
C : vitesse de la lumière du laser dans le vide
nr : rayon réfracté (dans le verre)

ni = C / Ci = 3.10^8 / 2.10^8 = 1,5
sin.r = sin.i / nr = sin.60° / 1.5 = 35,3°

L'angle de réfraction est de 35,3°

mais la question 2) j'y arrive pas du tout.

Posté par
Coll Moderateur
re : 2 questions de physique 08-02-07 à 12:57

Tu n'as pas indiqué dans ton énoncé cette vitesse de la lumière dans le verre.

L'énoncé indique que le faisceau passe de l'eau au verre et non pas de l'air au verre comme tu le calcules.

Mais je préfère laisser J-P te répondre.

Posté par monstrodonte (invité)re : 2 questions de physique 08-02-07 à 13:03

a oui vraiment désolé.


la vitesse de la lumière dans le verre est de 2,00.10^8 m.s-1

Posté par
J-P
re : 2 questions de physique 08-02-07 à 13:24

1)

Suite de ma réponse précédente.

...

"la vitesse de la lumière dans le verre est de 2,00.10^8 m.s-1"

n1/n2 = v2/v1

si le milieu 1 était l'air et le 2 l'eau, on aurait:

1/n2 = 2,00.10^8/3.10^8

n2 = 3/2= 1,5

C'est l'indice de réfraction du verre pour la lumière utilisée.
---

Pour passer du milieu 1 (eau) au milieu 2 (verre) :

n1.sin(i1) = n2.sin(i2)
1,333*sin(60°) = 1,5*sin(i2)

i2 = 50,3°

C'est l'angle de réfraction cherché.
-----
2)

f = v/Lambda
avec:
f la fréquence (en Hz)
v (en m/s) la vitesse de propagation de l'onde dans le milieu considéré.
Lambda (en m) la longueur d'onde dans le milieu considéré.

Dans l'eau: v = 2,25.10^8 m.s-1
Lambda = 2,25.10^8/4,74.10^14 = 4,75.10^-7 m, soit 475 nm
---
Dans le verre: v = 2,00.10^8 m.s-1
Lambda = 2,00.10^8/4,74.10^14 = 4,22.10^-7 m, soit 422 nm
-----
Sauf distraction.  

Posté par monstrodonte (invité)re : 2 questions de physique 08-02-07 à 13:29

Merci beaucoup à toi J-P ! je vais pouvoir passer à mon prochain exercice



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