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[DM] Réfraction

Posté par
SpX
04-11-08 à 11:15


Bonjour, voilà j'ai un DM de physique, et il se trouve que je butte complètement sur le dernier exercice, le prof nous ayant vivement mis en garde contre celui-ci ^^

J'aimerai donc avoir votre aide s'il vous plait, merci par avance à ceux qui prendront la peine de vouloir m'aider.

Énoncé :
Une fibre optique se présente sous la forme de 2 cylindres concentriques constitués de 2 milieux transparents d'indices différents. Par symétrie, on ne s'intéressera qu'à un plan méridien de la fibre, dessiné sur la figure suivante (voir à la fin).

n1 est l'indice moyen du cœur de la fibre optique, et n2 l'indice moyen de la gaine de cette fibre.
En O, un rayon lumineux entre dans le cœur de la fibre en faisant un angle avec l'axe de symétrie de révolution de la fibre, (Oz).

Questions:
1/ Écrire les lois de Snell-Descartes pour la réfraction en I. On notera r l'angle de rayon réfracté avec la normale à l'interface cœur/gaine et on donnera la relation entre r et .

2/a) A quelle condition sur n2/n1 existe-t-il un angle de réfraction limite ? Exprimer alors la relation nécessaire entre n2/n1 et .
b) Que se passe-t-il alors ?
c) Montrer que l'onde est guidée si cette condition est remplie.

3/ Le rayon lumineux est en fait un faisceau lumineux d'angle au sommet 2 à l'entrée du coeur de la fibre, en O. On donne =10,0°.
A quelle condition sur n2/n1, ce faisceau lumineux est-il guidé ?

4/ On donne n1=1,46. Déterminer la valeur maximale de n2 possible pour pouvoir guider le faisceau lumineux.

5/a) Rappeler la définition de l'indice d'un milieu transparent (ça va ça \o/ ....)
b) En déduire la vitesse v de l'onde guidée dans la fibre optique.

6/ Si n est une fonction décroissante de la longueur des radiations lumineuses, les radiations Ultra Violet se déplacent-elles plus ou moins rapidement que les radiations Infra Rouge  dans cette fibre optique ?

7/ Soit L=1,00m la logeur de la fibre optique. Quel est le temps mis par une radiation =600nm, correspondant à l'indice moyen n1=1,46 , pour parcourir la fibre optique si :

a) Son angle d'entrée vaut : =0° ?
b) Son angle d'entrée vaut : =10° ?
c) Calculer t , la différence de temps mis par l'onde =600nm, pour traverses la fibre, selon qu'elle y entre avec un angle =0° ou =10°.
d) On souhaite envoyer des signaux variant avec une période T. A quelle condition sur T ne se chevauchent-ils pas ? En déduire leur fréquence minimale.

Voilà, en espérant de l'aide, je vous souhaite une bonne journée,
Merci, encore une fois, d'avance,
Cordialement.

[DM] Réfraction

Posté par
SpX
re : [DM] Réfraction 04-11-08 à 16:40

S'il vous plait de l'aide ...

Posté par
SpX
re : [DM] Réfraction 04-11-08 à 16:53

Je viens par ailleurs de m'apercevoir d'une erreur de frappe dans la consigne et étant donné qu'il n'y a pas de fonction éditer j'le mets ici.

=> 6/ Si n est une fonction décroissante de la longueur d'onde des radiations lumineuses, les radiations Ultra Violet se déplacent-elles plus ou moins rapidement que les radiations Infra Rouge  dans cette fibre optique ?

Posté par
SpX
re : [DM] Réfraction 05-11-08 à 00:00



S'il vous plait

Posté par
122155
re : [DM] Réfraction 05-11-08 à 07:58

1)n1.sini1  =n2 . sin i2
i1 =/2-
n1sin(-/2)=n2sinr

2/a)  réfraction limite => r=90°
=> n1sin(-/2)=n2sin90.
=>\frac{n_1}{n_2}=sin(/2-)

or :
sin(/2-)=cos

donc
\frac{n_1}{n_2}=cos
b)on obtiendra une réfraction rasante.
c)le rayon réfracté passera par la limite séparant les 2 milieux (coeur- gaine de la fibre).
3)voir schéma

[DM] Réfraction

[DM] Réfraction



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