Niveau terminale

Fibre optique

Posté par
Rachelspllbt 08-01-17 à 17:00

Bonjour,
Je suis en terminale est j'aurais éventuellement besoin d'aide pour un sujet de physique sur les fibres optique.

L'exercice :
A) vous avez une réflexion totale au point B.
Si l'indice de la gaine ng ( 1,536) etait supérieur a l'indice du cœur nc ( 1,540), aurait t-on le même phénomène ?
Expliquer.

B) calculer l'angle il ( arrondi à 0,1 près ) pour savoir à partir de quel angle i on a la réflexion totale.

C) prenon i = 86°
Calculer l'angle a à l'aide de la propriété sur la somme des angles d'un triangle.
A quoi correspond cet angle ( par rapport à rapport à la lumière provenant de l'air vers le cœur de la fibre optique ).

Merci d'avance pour votre aide.

Posté par re : Fibre optique 08-01-17 à 20:33

Hello

On va essayer de condenser, tu n'exposes pas vraiment où ce trouve ton problème ...

Le cours te donne la 2eme loi de Decartes

$n_1.sin\theta_1 = n_2.sin\theta_2$

Donc $sin\theta_2 = \frac{n_1}{n_2}.sin\theta_1$

si   $n_2 > n_1$ ,  alors   $\frac{n_1}{n_2} < 1$

Donc $\forall \theta_1 \in [0,\frac{\pi}{2}],   sin\theta_2 < 1$

il y aura réfraction dans la gaine ...

Donc pour que la fibre optique conduise la lumière il faut  avoir   $n_1 > n_2$

C'est bien le cas ici

$n_1 = 1,540$
$n_2 = 1, 536$

Posté par re : Fibre optique 09-01-17 à 13:11

Bonjour,

Merci pour votre réponse à mon sujet.
Mon probléme c'est que je ne comprend pas comment peut-on calculer un angles sans indication dans la question ?

Posté par re : Fibre optique 09-01-17 à 14:02

Ah ... Bon je vais essayer légèrement autrement alors

Snell Descartes dit:   $n_1.sin\theta_1 = n_2.sin\theta_2$

Donc $sin\theta_2 = \frac{n_1}{n_2}.sin\theta_1$    (ça on l'avait déjà dit)

Donc si   $n_2 > n_1,$   alors   $\frac{n_1}{n_2} < 1$

Et donc   $sin\theta_2 < sin\theta_1$

La fonction $sinx$    étant croissante sur $[0,\frac{\pi}{2}]$

$sin\theta_2 < sin\theta_1  \Rightarrow   \theta_2 < \theta_1$

Donc pour tout incidence ₁ du rayon dans le coeur, il y a réfraction sous un angle ₂ dans la gaine

Revenons maintenant au cas souhaité:

$n_2 < n_1$    soit     $\frac{n_1}{n_2} > 1$

Donc  cette fois

$sin\theta_2  =\frac{n_1}{n_2} sin\theta_1$     et     $\theta_2 > \theta_1$

Donc il existe un angle "limite"   $\theta_{1,L}$ au de la duquel il ne peut y avoir réfraction (cela reviendrait à chercher un angle dont le sinus est plus grand que 1 )

C'est angle limite, c'est (bien sûr?)   $\theta_{1,L}$ ,  tel que   $sin\theta_{1,L}  =\frac{n_2}{n_1}$

Avec les valeurs numériques de ton exo (n₁ = 1,54 et n₂ = 1,536)  je trouve $\theta_{1,L} \approx 85°$ (tiens je viens de passer en degrés)

Donc pour tout angle d'incidence du rayon comprise entre 85° et 90%, il n'y aura pas de réfraction, mais une réflexion du rayon dans le coeur.

Il faut maintenant voir le côté pratique:

- l'angle d'incidence c'est l'angle que fait le rayon avec la perpendiculaire surface de la gaine

- donc si l'angle entre le  rayon et l'axe de la fibre optique reste inférieur à 15° le rayon va se propager sans réfraction dans la fibre

C'est chouette non? on peut même tolérer une courbure (faible) dans la fibre ...

Posté par re : Fibre optique 09-01-17 à 14:21

Franchement je pense que j'ai compris avec l'explication la.
Je vous remercie énormément pour votre aide, aintenant je vais aller rédiger tout ça sur ma copie !!

Est ce que si j'ai une question je peux vous la poser ?
Merci
Bonne journée à vous

Posté par re : Fibre optique 09-01-17 à 15:33

Citation :
Est ce que si j'ai une question je peux vous la poser ?

C'est un peu l'objet du Forum

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