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Niveau seconde
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Déviation de la Lumière

Posté par
acolin
31-12-19 à 12:28

Bonjour, j'ai cet exercice de physique à faire pour la rentrée miasme ne comprend pas grand chose, est-ce que quelqu'un pourrait m'aider ?

Un rayon laser se propageant dans l'air rencontre la surface plane et horizontale d'un bloc de verre dont l'indice de réfraction est n = 1,78 pour cette lumière rouge. L'angle d'incidence est i = 38,0°. L'indice de l'air (n air) vaut 1,00.

1) Quel est e phénomène qui intervient lors du passage de la lumière de l'air dans le verre ?
2) Nommer et énoncer la loi qui régit ce phénomène
3) Calcule l'angle r que fait le rayon laser dans le verre avec la normale au point d'incidence
4) Quel serait l'angle avec la normale du rayon réfléchi ?
5) Quel effet sur :
      - une lumière monochromatique ?
      - une lumière polychromatique ?
6) Comment appelle-t-on le phénomène qui intervient dans ce deuxième cas ?
7) Que verrait-on sur un écran situé derrière le bloc ?
8) À quoi est dû ce phénomène ? Expliquer brièvement

Merci pour votre aide !

Posté par
gbm Webmaster
re : Déviation de la Lumière 31-12-19 à 12:52

Bonjour,

Tout ce que tu as à savoir se trouve dans cette fiche (clique sur la maison) : Réfraction de la lumière

Tu seras en mesure de nous proposer une correction sur laquelle échanger

Posté par
acolin
re : Déviation de la Lumière 02-01-20 à 11:03

Bonjour,

1) La réfraction
2) Je pense que c'est la deuxième loi de Descartes

Mais pour la question 3, je ne sais pas comment faire pour calculer l'angle

Merci pour votre réponse précédente

Posté par
gbm Webmaster
re : Déviation de la Lumière 02-01-20 à 11:08

Déjà, il faudrait que tu commences par faire un schéma de la situation avec toutes les données utiles de l'énoncé.

1. OK
2. Peux-tu énoncer cette loi (cf. fiche) ?
3. Il faut appliquer cette loi, c'est une simple application numérique

Posté par
acolin
re : Déviation de la Lumière 02-01-20 à 13:44

2. n1 x sin i = n2 x sin r
3. n1 x sin i = n2 x sin r
     1 x sin 38 = 1,78 x sin r
      sin r = (1 x sin 38) : 1,78

Posté par
gbm Webmaster
re : Déviation de la Lumière 02-01-20 à 15:34

2. Il faut définir toutes les notations utilisées, soit par un schéma, soit par des mots, mais on ne peut pas sortir une formule sans cela

3. Oui et donc r = ?

Posté par
acolin
re : Déviation de la Lumière 03-01-20 à 11:37

2) Lorsque la lumière atteint la surface d'un dioptre, une partie de la lumière est réfractée (donc déviée dans le nouveau milieu) alors que l'autre partie est renvoyée dans le milieu d'origine : ces rayons subissent une réflexion.

3) r = 38° ?

J'ai fais un schéma mais je ne suis pas sûre qu'il soit correcte

Posté par
gbm Webmaster
re : Déviation de la Lumière 03-01-20 à 11:47

2) OK

3) Ce n'est pas étrange de trouver exactement la même valeur que pour l'angle incident ? Vérifie ton calcul et attention aux paramètres de ta calculatrice (sin-1 ou arcsin, en ° et non en radians, etc.)

Enfin, poste ce schéma qu'on puisse échanger dessus :

attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q05 - Puis-je insérer une image dans mon message ? Comment faire ? Quelle image est autorisée ?


Posté par
acolin
re : Déviation de la Lumière 03-01-20 à 13:34

3) Je trouve désormais 0,3458. Est-ce possible ?

Déviation de la Lumière

Posté par
gbm Webmaster
re : Déviation de la Lumière 03-01-20 à 14:36

Il est où le tracé du rayon réfracté ?

Que se passe-t-il quand tu passes d'un milieu moins réfringent à un milieu plus réfringent (cf. fiche) ?

Posté par
acolin
re : Déviation de la Lumière 03-01-20 à 16:16

Justement je ne sais pas comment le tracer..

Le rayon réfracté se rapproche de la normale quand il passe d'un milieu moins réfringent à un milieu plus réfringent

Posté par
gbm Webmaster
re : Déviation de la Lumière 03-01-20 à 19:02

Exactement !

Donc d'après la relation de Descartes :

n(air).sin(i) = n(verre).sin(r)

<=> sin(r) = n(air)/n(verre).sin(i)

<=> r = Arcsin[ n(air)/n(verre).sin(i) ]

Application numérique : r = Arcsin[ 1,00/1,78 x sin(38°) ] =20,2°

Ton résultat était exprimé en radian et non en degrés, attention à bien maîtriser l'utilisation de ta calculatrice.

Ce devrait être plus facile de me proposer le tracé à présent

Posté par
acolin
re : Déviation de la Lumière 04-01-20 à 11:34

Comme ceci ? (pour le schéma)

Ensuite, il faudrait que je place sur le schéma, i et r. C'est bien les angles ?

Déviation de la Lumière

Posté par
gbm Webmaster
re : Déviation de la Lumière 04-01-20 à 14:05

C'est presque ça, attention à deux choses :

Déviation de la Lumière

Ton rayon réfracté se propage dans le même sens que le rayon incident (cf. correction flèche en rouge) ;

Dès que tu atteins l'autre paroi du prisme, il va y avoir une nouvelle réfraction (cette fois-ci d'un milieu plus réfringent à un milieu moins réfringent), il ne faut donc par prolonger de façon rectiligne le rayon au-delà de cette paroi.

Posté par
acolin
re : Déviation de la Lumière 04-01-20 à 23:09

D'accord, merci. Je vais modifier mon schéma

La question suivante est : "Quel serait l'angle avec la normale du rayon réfléchi ? Dessiner ce rayon"

Je ne comprend pas trop ce que signifie cette question, de quel angle parle-t-on ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Déviation de la Lumière 05-01-20 à 11:33

Cela fait référence justement au point d'incidence sur rayon réfracté sur l'autre face du prisme. Tu trace la normale à ce point d'incidence et on te demande d'en déduire géométriquement (cours de maths) sa valeur

Posté par
odbugt1
re : Déviation de la Lumière 05-01-20 à 11:48

Bonjour acolin et gbm,

Un rayon laser se propageant dans l'air rencontre la surface plane et horizontale d'un bloc de verre ......

L'énoncé ne parle pas d'un prisme, mais d'un bloc de verre et je suppose que le rayon réfléchi de la question 4 est celui évoqué par acolin dans son post du 03-01-20 à 11:37
Qu'en pensez vous ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Déviation de la Lumière 05-01-20 à 11:53

Salut odbugt1 ,

Toujours aussi alerte à ce que je vois, j'avais effectivement oublié qu'on traitait d'un bloc et non d'un prisme, même si les principes expliqués restent d'actualité dans ce cas de figure.

C'est le problème quand on jongle entre la rédaction de nouvelles fiches et l'entraide sur le forum, parfois on se laisse distraire

Merci à toi

Posté par
acolin
re : Déviation de la Lumière 06-01-20 à 15:23

C'est quand même juste tout ce que l'on a vu ensemble ou pas du tout ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Déviation de la Lumière 06-01-20 à 16:40

Les principes oui mais il ne fallait pas faire le tracé sur un prisme (je ne sais pas d'où tu le sors) mais sur un bloc de verre comme te l'a rappelé odbugt1

Posté par
acolin
re : Déviation de la Lumière 06-01-20 à 17:19

Le triangle était déjà tracé sur la feuille d'exercice, je pense que c'est bon du coup

Posté par
gbm Webmaster
re : Déviation de la Lumière 06-01-20 à 18:08

Bizarre Appeler un "prisme" par "bloc" mais bon.

Dans ce cas, bonne soirée !



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