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Détermination de l'indice d'un gaz

Posté par
gorgio
26-12-20 à 10:43

Bonjour, je dois faire ce DM de physique pour la rentrée, j'aimerais bien que quelqu'un puisse m'aider s'il vous plaît ?!

Le sujet est le suivant :

Pour tenir compte de la différence d'indice optique des milieux traversés par la lumière, la différence de marche doit se calculer à partir des "chemins optiques" (notée L) et non des distances simples, le chemin optique étant le produit de la distance parcourue par l'indice du milieu : δ = L1 - L2 = n1d1-n2d2
Exemple : Si un rayon lumineux parcourt 2m dans le vide (n=1), puis 3m dans l'eau (n=1,3), le chemin optique est : L=2x1+3x1,3=5,9m.

La question donnée est : Justifier pourquoi pour déterminer les inerférences, il faut utiliser les chemins optiques et non les distances.

Posté par
dirac
re : Détermination de l'indice d'un gaz 26-12-20 à 11:50

Hello

Quelle est la définition (usuelle) de l'indice de réfraction ?

Posté par
gorgio
re : Détermination de l'indice d'un gaz 26-12-20 à 17:46

Bonjour,
C'est à dire ?

Posté par
dirac
re : Détermination de l'indice d'un gaz 26-12-20 à 17:53

Qu'est ce que l'indice du milieu? dont il est question dans l'énoncé. C'est l'information qui va te permettre de répondre à la question, donc il est préférable de comprendre sa signification

Posté par
gorgio
re : Détermination de l'indice d'un gaz 26-12-20 à 22:02

Pour calculer l'indice de refraction il faut faire n=c/v non ?

Posté par
gorgio
re : Détermination de l'indice d'un gaz 26-12-20 à 22:06

Et l'indice du gaz c'est environ 1.00045 ?

Posté par
dirac
re : Détermination de l'indice d'un gaz 27-12-20 à 07:28

Dans l'énoncé, on parle de vide (n=1) puis d'eau d'indice n=1,3

Posté par
gorgio
re : Détermination de l'indice d'un gaz 27-12-20 à 11:07

Oui et cela va nous servir à quoi par la suite ?

Posté par
dirac
re : Détermination de l'indice d'un gaz 27-12-20 à 11:13

A répondre à la question posée

Je ne me permettrais pas de te faire "mettre le doigt"  sur ce qui va servir à répondre à la question posée

Posté par
gorgio
re : Détermination de l'indice d'un gaz 27-12-20 à 12:06

Mais comment on peut répondre à la question avec ça ?

Posté par
dirac
re : Détermination de l'indice d'un gaz 27-12-20 à 17:52

C'est peut être que tu n'as pas bien compris ce qu'est la différence de marche?

Les interférences s'observent lorsque 2 rayons cohérents arrivent en un point avec un déphasage temporel qui peut être constructif ("les 2 intensités, en phase, se cumulent") ou bien destructif ("les 2 intensités, en opposition de phase, s'annulent")

Prenons une analogie automobile: nous avons 2 véhicules allant des points A et B par 2 chemins différents (pour l'un la distance parcourue est D1, pour l'autre D2)
Les 2 véhicules roulent à la même vitesse V.

Le déphasage temporel à l'arrivée est \Delta t = \frac{1}{V}(D_1-D_2)

Supposons qu'ils roulent maintenant à la vitesse V'

Le nouveau déphasage temporel à l'arrivée est: \Delta t' = \frac{1}{V'}(D_1-D_2)

Il n'a donc pas la même valeur!( \frac{\Delta t}{\Delta t'} =\frac{V'}{V} )
Pour calculer le déphasage ... il faut bien prendre en compte la vitesse à laquelle les véhicules (les 2 rayons lumineux) se sont déplacés.

Or l'indice n détermine cette vitesse, n étant défini comme  n= \frac{c}{V}

C'est plus clair?

Posté par
gorgio
re : Détermination de l'indice d'un gaz 02-01-21 à 16:02

Oui un peu plus clair

Donc si je comprend bien il faut appliquer ce raisonnement avec les valeurs données dans l'énoncé, c'est à dire : n=1.3, n=1, 2m, 3m ?
Et normalement on voit une différence des à la fin ?

Posté par
dirac
re : Détermination de l'indice d'un gaz 02-01-21 à 16:46

Hum hum, pas certain que ce soit vraiment plus clair pour toi ... peux tu retranscrire les questions qui suivent dans ton DM histoire d'illustrer mon propos?

Dans l'intervalle je te propose l'exemple ci dessous:

Dans le dispositif de gauche les 2 rayons issus de S1 et S2 arrivent en A "en même temps"
Dans le dispositif de droite il arrive avec un "déphasage" car la vitesse de propagation n'es plus la même

Détermination de l\'indice d\'un gaz

Posté par
gorgio
re : Détermination de l'indice d'un gaz 02-01-21 à 16:51

Je pense avoir trouvé
Schant que l'indice est une notion de vitesse, sans celle-ci on ne peut pas savoir si les ondes seront en phase ou en opposition de phase alors les distances ne veulent rien dire si on se prend pas en compte le milieu dans lequel les ondes se déplacent.

Posté par
dirac
re : Détermination de l'indice d'un gaz 02-01-21 à 17:01

Je ne l'aurais pas formulé ainsi ("les distances ne veulent rien dire"), mais tu as l'idée   la vitesse de propagation dans le milieu, qui est fonction de son indice, va influer sur le déphasage ...

Pourquoi "les distances ne veulent rien dire" est "osé": si un des 2 rayons a une distance plus longue à franchir, cette différence de distance va également introduire un déphasage (voir interféromètre, Michelson, ...)

Posté par
gorgio
re : Détermination de l'indice d'un gaz 02-01-21 à 17:04

Qu'est ce que je pourrai mettre pour être plus précis ?

Posté par
dirac
re : Détermination de l'indice d'un gaz 02-01-21 à 17:38

L'indice de réfraction d'un milieu étant le rapport de la vitesse de la lumière dans le vide à celle dans ce milieu,
Et le chemin optique étant la distance géométrique parcourue par le rayon multipliée par l'indice du milieu traversé ,
Les chemins optiques permettent de rendre compte des déphasages occasionnés par les différences d'indices de différents milieux traversés par un ou plusieurs rayons

Bon après je ne suis pas un littéraire et je n'enseigne pas dans le secondaire ... donc à toi de le tourner à une sauce qui fait du sens ... pour toi



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