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fibre optique

Posté par
Kiecane
18-09-16 à 16:41

Bonjour à tous,

J'ai un devoir maison de physique à faire et je suis bloquée sur une question donc j'aurais besoin d'un petit coup de pouce


Voici l'énoncé:

La fibre considérée est un cylindre d'axe Ox constitué d'une partie centrale, le coeur, de rayon a et d'indice n_{1} , entourée d'une couronne cylindrique, la gaine, d'indice n_{2} tel que n_{2} strictement inférieur à n1. La variation d'incice de réfration se fait brutalement entre le coeur et la gaine d'où le nom de "fibre à saut d'indice".


III.B.1 Montrer que le rayon lumineux R ne peut se propager dans le coeur que si son angle d'incidence i sur la gaine est supérieur à un angle i_{L} qu'on déterminera en fonction de n1 et n2. Quelle est alors la trajectoire de R dans la fibre (dessin) ?

J'ai répondu en gros qu'il fallait qu'il y ait réflexion totale et et que pour cela il fallait que i \epsilon [0;i_{L} ] et j'ai trouvé iL = Arcsin (\frac{n_{2}}{n_{1}}
)

C'est à la question suivante que j'ai un problème :
La face d'entrée de la fibre est normale à l'axe Ox. Le rayon R pénètre le coeur sous l'incidence B, en provenance de l'air extérieur d'indice n. Exprimer en fonction des indice n, n1 et n2, l'angle d'incidence B_{L} correspondant à i = i_{L}

On utilisera la simplification suivante : cos (Arcsinx)=\sqrt{1-x^{2}} si x\epsilon \begin{bmatrix}-1;1 \end{bmatrix}

Entre quelles valeurs B peut-il varier pour que le rayon entrant soit guidé dans la fibre ?


J'ai essayé de faire quelque chose mais c'est sûrement très faux :
n_{1} \times sin i_{1} = n_{2} \times sin i_{2}
Soit Soit n \times sin B_{L} = n_{1} \times sin i_{L}
\Leftrightarrow n\times sin B_{L} = n_{1} \times \frac{n_{2}}{n_{1}} (d'après le résultat que j'ai obtenu à la question précédente)
\Leftrightarrow sin B_{L} = \frac{n_{2}}{n}


Est-ce quelqu'un pourrait m'aider et me dire où est-ce que j'ai fait une erreur s'il-vous-plaît ? Je voudrais juste un petit coup de pouce histoire de me relancer dans ce devoir Merci d'avance à tous ceux qui m'accorderont un peu de leur temps !

Posté par
vanoise
re : fibre optique 18-09-16 à 19:10

Bonjour
Il faut que tu fasses une figure claire...
Quand tu appliques la loi de Descartes sur la réfraction au dioptre {air-cœur} perpendiculaire à l'axe  Ox, tu obtiens (en choisissant égal à 1 l'indice de l'air et en notant r l'angle de réfraction) :
\sin\left(B\right)=n_{1}\cdot\sin\left(r\right)
 \\
Il faut alors remarquer que l'angle r est le complémentaire de l'angle i1 : le sinus de l'un est égal au cosinus de l'autre et comme la somme du carré d'un sinus et du carré du cosinus d'un même angle vaut... Mais à la limite tu n'as même pas besoin de cela : l'énoncé te fait un cadeau en te fournissant le résultat :

cos (Arcsinx)=\sqrt{1-x^{2}} si x\epsilon \begin{bmatrix}-1;1 \end{bmatrix}

Posté par
Kiecane
re : fibre optique 18-09-16 à 19:20

Ok merci beaucoup je vais essayer de reprendre tout ça ☺



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