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Fibre optique
Bonjour, j'ai eu des questions sur la fibre optique svp :
Questions :
1)Donner la nature des matériaux qui constituent une fibre optique.
2)D'après le texte « ..la célérité de la lumière est plus faible dans le cœur que dans la gaine … »,que peut-on supposer sur les indices de réfraction de ces 2 milieux (gaine et cœur) ?
3) Répondre à ce problème en argumentant votre réponse : Comment la lumière y reste-t-telle piégée ?
4)Donner les conditions du phénomène de la réflexion totale. Comment doit être l'indice du coeur vis à vis de celui de la gaine ?
Documents :
Une fibre optique est un fin tuyau d'un cœur entouré d'une gaine.Lecœur et la gaine sont fabriqués avec des matériaux transparents choisis de telle sorte que la lumière a une célérité plus faible dans le cœur que dans la gaine.Lorsque la fibre est éclairée à une extrémité, la lumière est transmise à l'autre bout en restant confinée dans le cœur de la fibre,quelle que soit la courbure de celle-ci.
Sachant que la fibre optique est constituée de deux milieux transparents (le cœur et la gaine) Comment la lumière y reste-t-telle piégée ?
Voici quelques hypothèses :
- la lumière peut toujours passer d'un milieu transparent à un autre
- ca ne peut que provenir de la constitution de la fibre
- la lumière resterait dans le milieu où elle est la plus lente ?
Pouvez vous m'aider svp ?
Ce que j'ai fait :
1) Fibre optique : tuyaux -> coeur + gaine (Matériaux transparents)
Est ce que sa c'est bon déjà pour commencer svp ?
La définition la plus répandue pour l'indice de réfraction est qu'il est la quantité résultant du rapport entre la vitesse de la lumière c dans le vide, et la vitesse de phase v de la lumière dans ce milieu10 :
Que peux-tu répondre pour la question 2 ?
v est la vitesse de la lumière traversée dans le matériel d'indice n
donc quelle est l'influence de l'indice sur la vitesse de la lumière ?
J'ai aucun nombre aussi..
Je pense que comme la célérite de la lumière est plus faible dans le cœur que dans la gaine alors l'indice de la vitesse de la lumière est plus petite dans le coeur que dans la gaine ?
v = c/n
c = constante = vitesse de la lumière dans le vide
n = indice de réfraction
or la célérité de la lumière v est plus faible dans le cœur que dans la gaine
v(coeur) < v(gaine)
<=> c/n(coeur) < c/n(gaine)
<=> 1/n(coeur) < 1/n(gaine)
<=> n(coeur) > n(gaine)
Merci !
3 )La lumière reste pièger dans la fibre optique car l'indice de réfraction du coeur est supérieur à l'indice de réfraction de la gaine donc la lumière est coincée entre ces 2 milieux et ne peut pas sortir pour aller dans l'air.
Voici ce que j'ai mis pour la 3, c'est sa svp
D'accord,d'après l'exo :
-> Condition pour que le rayon lumineux reste dans la fibre :
Sin i = n1 cos a ou sin2 i = (n1/n0)2 cos 2 a
Or cos 2 a = 1 -sin 2 a d'où : sin2 i = (n1/n0)2(1 -sin 2 a )
-> Reflexion total : sin a >= n2 / n1
Donc par rapport à ma question : "Comment la lumière y reste t-elle piégée ?"
Le sinus de l'ange incident doit être égal à (n1/n0)2 (1-sinus 2a)
c'est ça svp?
D'accord 
Pour la 4 :
-l'angle d'incidence doit être plus grand que l'angle limite de réfraction.
-le rayon lumineux doit passer d'un milieu vers un autre milieu
L'indice du coeur doit est supérieur à celui de la gaine
Voilà ce que j'aurai mis..
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