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construction de Descartes

Posté par
honey47
18-09-13 à 16:16

Bonjour,
J'ai un exercice que je ne parvient pas à résoudre:

Soit un dioptre plan D séparant deux milieux d'indices respectifs n1 et n2. Un rayon incident Ri, dans le milieu d'indice n1 et d'angle d'incidence i1, coupe D en O. Tracer le cercle C1, de centre O, de rayon n1I0 (où I0 est une longueur d'unité arbitraire) et compris dans le plan d'incidence, ainsi que le cercle C2, de centre O, de rayon n2I0 et compris dans le plan d'incidence.
Soit P le point d'intersection du cercle C1 et du prolongement du rayon Ri (P est dans le milieu d'indice n2).
Soit Q le point d'intersection du cercle C2 et de la droite perpendiculaire au dioptre D passant par le point P (Q est dans le milieu d'indice n2).

1. Montrer que la demi-droite [OQ) est le rayon réfracté.

j'ai fais un schéma mais je n'arrive pas à le démontrer, je pensais utiliser la loi de Snell-Descartes mais je n'obtient rien.

2. A quoi correspond le cas où la perpendiculaire à D passant par le point P ne coupe pas le cercle C2?

Merci de votre aide

Posté par
Coll Moderateur
re : construction de Descartes 18-09-13 à 16:21

Bonjour,

Simple application de la trigonométrie...

Peux-tu poster ton schéma ?

Posté par
honey47
re : construction de Descartes 18-09-13 à 17:00

je ne parvient pas à joindre mon schéma m^me en le compressant

Posté par
Coll Moderateur
re : construction de Descartes 18-09-13 à 17:19

Voilà :

construction de Descartes

Et il n'y a pas la moindre compression...

Posté par
honey47
re : construction de Descartes 18-09-13 à 17:25

c'est le même schéma que j'ai réalisé
mais faut il que j'utilise la relation n1.sin(i1)= n2.sin(i2)

Posté par
Coll Moderateur
re : construction de Descartes 18-09-13 à 17:29

Oui... elle se lit directement sur la figure !

Posté par
honey47
re : construction de Descartes 18-09-13 à 17:35

est ce que j'ai le droit de dire que sin(i1)=sin(P)-sin(Q)?

Posté par
Coll Moderateur
re : construction de Descartes 18-09-13 à 17:45

Et comme cela :

construction de Descartes

Posté par
honey47
re : construction de Descartes 18-09-13 à 17:50

en fait j'ai tout simplement sin(i1)=sin(i2)

Posté par
Coll Moderateur
re : construction de Descartes 18-09-13 à 18:01

i1 est l'angle bleu
i2 est l'angle rouge

Quelles sont les mesures des angles \widehat{OPH} et \widehat{OQH} ?

OA = n1
OB = n2

Alors ?

Posté par
honey47
re : construction de Descartes 18-09-13 à 18:19

L'angle OPH= sin-1(OH/OP)=sin-1(n1-HA/OP)
L'angle OQH=sin-1(n2-OH/OP)

Posté par
Coll Moderateur
re : construction de Descartes 18-09-13 à 18:27



mesure de \widehat{OPH} = i1
mesure de \widehat{OQH} = i2

OP = OA = n1
OQ = OB = n2

OH = OP.sin(\widehat{OPH}) = OQ.sin(\widehat{OQH})
donc
n1.sin(i1) = n2.sin(i2)

Posté par
honey47
re : construction de Descartes 18-09-13 à 18:47

mais oui! merci beaucoup
juste une précision j'ai le droit d'écrire qu'une longueur est égale à l'indice d'un milieu (OP=n1)

par contre je ne vois pas pour la question 2, parce que si la perpendiculaire à D passant par le point P ne coupe pas le cercle C2 on a le rayon OP non?

Posté par
Coll Moderateur
re : construction de Descartes 18-09-13 à 18:54

Il est plus correct d'écrire, comme dans l'énoncé OA = n1.L0

L0 étant une "longueur arbitraire"
____________

Avec la figure actuelle il est sûr que la perpendiculaire à D passant par P coupera toujours le cercle C2

Que faut-il faire pour que la perpendiculaire à D puisse ne pas couper le cercle C2 ?

Posté par
honey47
re : construction de Descartes 18-09-13 à 20:06

est ce que je peux faire le symétrique de P par rapport à D, cela me donnerait le rayon réfléchi.

Posté par
Coll Moderateur
re : construction de Descartes 19-09-13 à 08:10

Cela donnerait en effet le rayon réfléchi, mais ce n'est pas la question posée.

Dans quelle condition la perpendiculaire à D passant par P peut ne pas couper le demi-cercle de rayon n2.L0 ?

Tu n'as plus aucun souvenir de l'optique faite au lycée ?

Posté par
honey47
re : construction de Descartes 19-09-13 à 17:59

c'est vrai que je n'ai pas beaucoup de souvenirs.
n'aurait on pas un phénomène de réflexion totale?

Posté par
honey47
re : construction de Descartes 19-09-13 à 18:09

non pardon plutôt de réfraction limite

Posté par
Coll Moderateur
re : construction de Descartes 19-09-13 à 18:13

Oui, de réfraction limite qui est donc suivi de la réflexion totale.

Quelles sont les conditions pour que cela ait lieu ?

Posté par
honey47
re : construction de Descartes 19-09-13 à 18:21

pour le phénomène de réfraction limite je dois avoir n1<n2

Posté par
Coll Moderateur
re : construction de Descartes 19-09-13 à 18:37

Es-tu sûr ?

n1 < n2 : c'est le cas de la figure que j'ai postée. Or il est évident que dans ces conditions la perpendiculaire à D passant par P pourra toujours couper le demi-cercle de rayon n2.L0

Alors que si n1 > n2...

Posté par
honey47
re : construction de Descartes 19-09-13 à 20:42

ah oui si j'ai n2>n1 j'ai P qui est situé sur le cercle extérieur je peux alors construire la perpendiculaire qui ne passe pas par Q et j'obtient le rayon incident pour la réfraction limite

Posté par
Coll Moderateur
re : construction de Descartes 19-09-13 à 21:01

Eh oui !

Posté par
Coll Moderateur
re : construction de Descartes 19-09-13 à 21:03

J'ai dit "oui" un peu vite :
Oui, si n1 > n2

Pas en entrant dans un milieu plus réfringent qui est le cas de la figure ; mais en entrant dans un milieu moins réfringent.

Posté par
honey47
re : construction de Descartes 19-09-13 à 23:06

d'accord!
en tout cas merci beaucoup pour votre aide!

Posté par
Coll Moderateur
re : construction de Descartes 20-09-13 à 07:58

Je t'en prie.
À une prochaine fois !



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