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exercice physique lois de snell-descartes

Posté par
cynthia44
20-10-11 à 18:32

bonjours,
voila j'ai un probleme pour comprendre une question. je ne demande pas la reponce juste une technique pour y arrivé car je suis perdue et ne comprend pas comment faire les calcules pour repondre aux questions voici mon énoncé:

"afin de mesurer l'indice de réfraction d'un liquide, on en verse une quantité suffisante pour emplir un hémicylindre creux, disposé sur un support horizontal. Les parois de ce dernier seront considérées d'épaisseur négligeable.
1°) compléter qualitaivement la marche du rayon lumineux à travers le liquide, puis à la sortie de l'hémicylindre.
2°) calculer la valeur n de l'indice de réfraction du liquide"

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 18:40

Bonjour,

Bienvenue sur l' pour ton premier problème !

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Posté par
shadowmiko Moderateur
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 18:41

Salut !

1) il nous faudrait la figure, tu vas avoir déviation du rayon au niveau du dioptre plan

2) loi de Snell-Descartes. As-tu des valeurs?

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 18:41

Ah post simultané, au temps pour moi

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 18:42

Bonjour shadowmiko !

Posté par
cynthia44
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 18:59

pardon j'ai oublier une ligne (merci de vos réponces)

l'hémicylindre est éclairé par de la lumiere monochromique  sous un angle d'insidence i=30,0°.
on mesure alors un angle de réfraction r=20,5

et voici le shema qui etait avec bien qu'il n'aide pas beaucoup je trouve

exercice physique lois de snell-descartes

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 19:04

Si, la figure était indispensable, car ou bien le rayon arrive sur le dioptre plan ou bien il arrive sur la partie cylindrique.

Que dis-tu "qualitativement" du trajet du rayon arrivant au centre du cylindre mais sur un dioptre plan ?

Posté par
cynthia44
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 19:09

il change de direction de maniere proportionnel a l'angle d'insidance au diopre

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 19:11

Il change de direction.
Comme il entre dans un milieu dont l'indice est supérieur à celui de l'air il va se rapprocher de la normale au dioptre.

Il devient alors un rayon dans l'hémicylindre.

Que se passe-t-il à la sortie de l'hémicylindre ?

Posté par
cynthia44
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 19:13

il change de direction et de coté de la normal l'angle entrele rayon et la normal n'est plus le meme (puisque il devien l'angle rétracté)

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 19:19

Oui, l'angle refracté a une mesure plus faible que l'angle d'incidence (regarde les valeurs de ton énoncé :
angle d'incidence : 30°
angle réfracté : 20,5°)

Que devient le rayon à la sortie de l'hémicylindre ? Quelle y est son angle d'incidence ? Et donc que vaut son angle de réfraction à la sortie ?

Posté par
cynthia44
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 19:23

le rayon diminu
je pence en revenche les deu autres question je ne pourai pas te répondre c'est la que je bloque

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 19:28

Une figure !

exercice physique lois de snell-descartes

Et il faut aussi que tu calcules l'indice du liquide qui remplit l'hémicylindre.

Posté par
cynthia44
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 19:33

le probleme c'est que je ne sas pas comment faire
mais pourquoi je doit calculé l'indice du liquide qui remplit l'hémicylindre?

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 20:18

Pourquoi ? Parce que c'est la deuxième question de l'énoncé !

Et toutes les réponses dans cette fiche (ou dans ton cours, bien sûr) :

Posté par
cynthia44
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 20:22

oui j'ai été voir mais malheureusement je ne comprend pas en cours et mon cours est pas plus explicite j'ai été voir le lien qu tu ma donner avent de crée ce topic mais je ne comprend pas la loi qui dit sin i = sin r * k

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 20:25

Pour prendre les mêmes notations que ton énoncé, nous écrirons :

sin(i) = n sin(r)

L'angle d'incidence vaut i = 30°
l'angle de réfraction vaut r = 20,5°

Tu en déduis facilement la valeur de n (en utilisant ta calculatrice, évidemment).

Posté par
cynthia44
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 20:27

donc l'indice de réfreaction du liquide est n ? mais alors K c'est quoi ?

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 20:30

K c'est le rapport de l'indice de réfraction du liquide, n, à l'indice de l'air qui vaut 1

K = n / 1 = n

Posté par
cynthia44
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 20:31

ah d'accors merci beaucoup mais 1 = n ? c'était pas 1<n ?

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 20:35

Je n'ai pas écrit cela.

J'ai écrit :

\large k\,=\,\frac{n}{1}\,=\,n

Posté par
cynthia44
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 20:37

ah d'accors merci beaéucoup alors je vais faire l'exercice voir si j'y arrive

Posté par
cynthia44
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 20:53

alors voila ce que j'ai trouvé
sin i= 0,5
sin r = 0,35
soit indice de réfraction = sin i = sin R * N
donc n = 0,5 - 0,35 = 0,15
c'est correcte ?

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 21:04

Oh !      

\large n\,=\,\frac{\sin(i)}{\sin(r)}\,\approx\,\frac{0,5}{0,35}\,\approx\, 1,43

Posté par
cynthia44
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 21:07

ah d'accors je croyais qu'il falais que je fasse sin i moins sin r
merciii

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 21:16

Je t'en prie.
A une prochaine fois !

Posté par
cynthia44
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 21:21

derniere question
que se passe t'il si le l'angle d'insidence est égale a 90° ?

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : exercice physique lois de snell-descartes 20-10-11 à 23:39

Allez je me permets de revenir après la bataille

Si tu as un angle d'incidence de 90°, le rayon incident rase la surface du liquide, l'angle de réfraction atteint sa valeur maximum : c'est l'angle limite de réfraction.

Si tu veux approfondir :
Sachant que sin(90) = 1, en remplaçant dans la formule de Snell-Descartes, on peut déterminer la valeur de l'angle limite :
sin(i)/sin(r) = n <=> sin(r) = sin(i)/n
Si tu as de l'eau, liquide pour lequel n = 1,33333... = 4/3, tu as donc n = 4/3 <=> sin(r)= 3/4 => r = 48°
Si l'incidence est plus importante que 48°, le rayon ne quitte plus le liquide et reste dans l'eau en étant réfléchi sur la surface de l'eau comme sur un miroir : on assiste à une réflexion totale (mais il faut pour visualiser ceci que le rayon lumineux passe d'un milieu plus réfringent vers un milieu moins réfringent et que l'angle d'incidence soit plus grand que l'angle limite de réfraction).



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