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Niveau seconde
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Devoir réfraction/réfléxion

Posté par
Bl4ck0ut57
11-01-14 à 11:05

Bonjour, j'ai un DM pour la semaine prochaine et je bloque au premier exercice Voici l'énnoncé


On considère le dioptre plan air/verre représenté dans un plan perpendiculaire à sa surface. L'indice de l'air est égal à n1 = 1.00 et celui du verre vaut n2 = 1.50 . Un rayon situé dans le plan de figure arrive sur ce dioptre, en faisant un angle de 40.0° avec le dioptre.

1) Calculer l'angle d'incidence i et le faire figurer sur un schéma respectant les différentes données et notation.
2) Ecrire la deuxième loi de la réfraction et calculer l'angle de réfraction r puis tracer le rayon réfracté.

Pouvez vous m'aider plz

Posté par
gbm Webmaster
re : Devoir réfraction/réfléxion 11-01-14 à 16:17

Salut,

Ça me chagrine que tu n'arrives pas à faire un exercice qui est une application directe de ton cours ...

Je te conseille avant de chercher à le commencer, à regarder cette fiche bien faite :

Réfraction de la lumière

Posté par
Bl4ck0ut57
re : Devoir réfraction/réfléxion 11-01-14 à 16:34

D'accord, ce que j'aimerais savoir c'est comment calculer l'angle d'incidence parce que je n'y comprend rien

Posté par
gbm Webmaster
re : Devoir réfraction/réfléxion 11-01-14 à 16:38

Lis la fiche x) !

Il y a une loi qui s'appelle la loi de Descartes (ou Snell-Descartes) à connaître par coeur !

Posté par
Bl4ck0ut57
re : Devoir réfraction/réfléxion 11-01-14 à 16:39

Je dois utiliser la deuxième loi ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Devoir réfraction/réfléxion 11-01-14 à 16:45

Déjà en physique ou chimie, un beau schéma vaut mieux qu'un long discours :

Devoir réfraction/réfléxion

Posté par
gbm Webmaster
re : Devoir réfraction/réfléxion 11-01-14 à 16:46

Relation de Snell-Descartes :

n_1 \times sin(i) = n_2 \times sin(r)

Posté par
Bl4ck0ut57
re : Devoir réfraction/réfléxion 11-01-14 à 16:47

La chose que je trouve bizarre, c'est d'utiliser cette loi dans la première question et de devoir la citer dans la deuxième

Posté par
gbm Webmaster
re : Devoir réfraction/réfléxion 11-01-14 à 16:49

Concentre-toi stp ^^

Citation :
Un rayon situé dans le plan de figure arrive sur ce dioptre, en faisant un angle de 40.0° avec le dioptre


La première question est de trouver i à partir de cette phrase.

C'est la première question

Posté par
Bl4ck0ut57
re : Devoir réfraction/réfléxion 11-01-14 à 21:45

Du coup le rayon d'incidence mesure 40°, mais comment je le justifie ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Devoir réfraction/réfléxion 12-01-14 à 11:48

Non ...

C'est quoi un dioptre ?

Posté par
Bl4ck0ut57
re : Devoir réfraction/réfléxion 12-01-14 à 12:46

En optique, un dioptre est une surface séparant deux milieux transparents d'indices de réfraction différents. Si la lumière se propage en ligne droite dans un milieu homogène et isotrope, elle est déviée lors du passage d'un dioptre : il y a réfraction

Posté par
gbm Webmaster
re : Devoir réfraction/réfléxion 12-01-14 à 15:18

Citation :
Un rayon situé dans le plan de figure arrive sur ce dioptre, en faisant un angle de 40.0° avec le dioptre.


Donc combien vaut i ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Devoir réfraction/réfléxion 12-01-14 à 15:18

(utilise le schéma)

Posté par
Bl4ck0ut57
re : Devoir réfraction/réfléxion 12-01-14 à 16:55

Il fait 50° ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Devoir réfraction/réfléxion 12-01-14 à 17:54

Oui TB !

Pourquoi ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Devoir réfraction/réfléxion 12-01-14 à 17:55

Justifie-le bien

et applique ensuite la relation de Descartes que je t'ai montré plus haut.

Posté par
Bl4ck0ut57
re : Devoir réfraction/réfléxion 12-01-14 à 18:04

Pour le justifier, je dis que la normale est perpendiculaire au dioptre et donc je soustrait la mesure de cet angle a l'angle formé par la droite donc je fais 90-40=50
Mais après je l'utilise comment la loi de Descartes ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Devoir réfraction/réfléxion 12-01-14 à 18:42

Oui c'est ça !

n1.sin(i) = n2.sin(r)

<=> sin(r) = n1/n2.sin(i)

<=> r = ?

Application numérique :
i = 50°
n1 = 1,00
n2 = 1,50

donc r = sin-1(n1/n2.sin(i))

(attention au résultat à la calculatrice, vérifie bien qu'elle fait tes calculs en ° et non en rad).

Posté par
Bl4ck0ut57
re : Devoir réfraction/réfléxion 12-01-14 à 18:57

Je trouve environs 60.49°

Posté par
gbm Webmaster
re : Devoir réfraction/réfléxion 12-01-14 à 19:35

Malheureusement, ma calculatrice n'a plus de pile :/.

Malgré tout le résultat m'étonne.

Etant donné que l'indice de réfraction du milieu verre est n2 > n1,

on devrait avoir r < i non ?

Posté par
Bl4ck0ut57
re : Devoir réfraction/réfléxion 12-01-14 à 19:43

Pourtant j'ai bien fais le calcul indiqué si dessus
J'ai fais :  arcsin ( 1.00/1.50*sin (50) )
Et j'ai trouvé 60.49

Posté par
gbm Webmaster
re : Devoir réfraction/réfléxion 12-01-14 à 19:50

Tu es sûr que ta calculatrice est programmée en degré et non radians ?

Plus un milieu est réfringent, plus son indice de réfraction est élevé, et plus les rayons sont près de la normale.

Là c'est le contraire

Regarde

Posté par
Bl4ck0ut57
re : Devoir réfraction/réfléxion 12-01-14 à 19:54

Oui oui, je viens de vérifier elle est bien programmée en degrés

Posté par
gbm Webmaster
re : Devoir réfraction/réfléxion 12-01-14 à 20:41

Ok ok,

ça marche



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