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guidage des rayon dans la fibre optique

Posté par
lotus18
28-10-17 à 11:38

Bonjour,
il y a un extrait de mon cours que je ne comprends pas sur les conditions de guidage des rayons lumineux dans une fibre optique. j'ai mis en vert ce que j'ai compris et en rouge ce qui me pose problème.
guidage si  >c     ok sinon tout le rayon  sera   réfracté.
                       n1 sin1 = n2sin2     ok c'est juste Descartes
                       i = i-/2     alors çà je ne le vois pas du tout sur le schéma
                        n1sin1 =n2sin2  
ok c'est une règle de trigo
                        n1>n2 entraîne 1>2  j'aurais pensé l'inverse justement
   réflexion totale 2 = 0 pour moi il y'avait réflexion totale quand 2 = / 2 donc quand 2= /4 ou alors si on fait comme si 2= 2   que 2 =/2
1=r    oui c'est vrai l'angle réfléchi est le même que celui incident
r = cosn-1 (n2/n1)
je ne comprends pas pourquoi on passe aux cos

Merci d'avance (je mets le schéma ce sera plus clair)

guidage des rayon dans la fibre optique

Posté par
vanoise
re : guidage des rayon dans la fibre optique 28-10-17 à 12:51

Commence par étudié le corrigé que je viens de te poster. Poste à nouveau sur ce forum si tu ne comprends pas bien...

Posté par
lotus18
re : guidage des rayon dans la fibre optique 28-10-17 à 13:06

Désolée mais où est il posté ?

Posté par
lotus18
re : guidage des rayon dans la fibre optique 28-10-17 à 13:08

Peut être sur l'autre post du coup..je n'avais pas encore vu la réponse

Posté par
lotus18
re : guidage des rayon dans la fibre optique 28-10-17 à 13:19

En fait j'ai regardé le lien de l'autre post mais je n'y ai pas vu le corrigé .

Posté par
vanoise
re : guidage des rayon dans la fibre optique 28-10-17 à 14:11

Mon message du  28-10-17 à 12:03

Posté par
lotus18
re : guidage des rayon dans la fibre optique 28-10-17 à 15:46

Pourrais tu me le renvoyer s'il te plaît? , je ne le trouve vraiment pas , je crois que je ne l'ai as reçu..

Posté par
vanoise
re : guidage des rayon dans la fibre optique 28-10-17 à 16:14


Il faut cliquer sur la petite maison...

Posté par
lotus18
re : guidage des rayon dans la fibre optique 28-10-17 à 16:30

Merci. C'est vrai que le premier exercice ressemble mais je ne comprends toujours pas les calculs du premier post..

Posté par
vanoise
re : guidage des rayon dans la fibre optique 28-10-17 à 20:08

Ton schéma n'est pas très lisible. De plus, tel que tu l'as recopié, ton corrigé contient une erreur...
Remarque préliminaire : l'étude se limite à des rayon incident dans l'air se propagent dans un plan contenant l'axe (O,X) de la fibre, sinon les différents rayons ne seraient pas coplanaires, il faudrait faire une étude en 3D très délicate.
Loi de Descartes en O :
no.sin(1)=n1.sin(2)
Le triangle (OIH) est rectangle en H : les angles 2 et \Phi sont donc complémentaires, le sinus de l'un est égal au cosinus de l'autre.
La réflexion est totale en I si :

sin\left(\Phi\right)>\frac{n_{2}}{n_{1}}
Puisqu'ici tous les angles sont compris entre 0 et 90°, on peut considérer la fonction sinus comme monotone croissante et la fonction cosinus comme monotone décroissante. Cela devrait te permettre de comprendre et aussi de déterminer l'ouverture numérique...

guidage des rayon dans la fibre optique

Posté par
lotus18
re : guidage des rayon dans la fibre optique 28-10-17 à 20:52

Mais on aurait pu poser l'égalité pour 1 et2 et comme n2<n1 , pour l'égalité il faudrait que 2>1... et ce n'est pas le cas sur le schéma...

Posté par
vanoise
re : guidage des rayon dans la fibre optique 28-10-17 à 21:03

Pour cette question, je t'ai fourni une indication sans tout à fait répondre...
Puisque :
sin(1)=n1.sin(2)
sin(1)>sin(2)
entre 0 et 90°, la fonction sinus est monotone croissante ; de l'inégalité précédente, on peut déduire :
1>2
ce qui est conforme à mon schéma. Quant à ton corrigé : ????

Posté par
lotus18
re : guidage des rayon dans la fibre optique 29-10-17 à 12:37

Bonjour, merci beaucoup , du coup grâce à tes explications je crois que j'ai compris .J'ai l'impression que dans ce que j'avais écrit il y avait plusieurs erreurs en fait. J'avais cru que tout le calcul se suivait mais en fait non.

La première partie sur laquelle il y avait le calcul n0sin 1=n1sin2  comme tu l'as écrit  avec n0<n1 (et non pas n[sub]2 < n1comme je l'avait écrit)devait juste être destinée à montrer que 2<1

Après cette égalité de Descartes le but était de montrer l'angle limite à partir duquel la réflexion sera totale et là ce n'est plus la première égalité que l'on utilise mais la seconde n1sin1=n2sin2

              contrairement à ce que j'avais marqué comme tu l'as écrit    1 =/2-2 (et non =/2-1 comme je l'ai recopié)

du coup phi 1 est complémentaire à 2 et phi 2 complémentaire à 0.
On peut donc écrire n1cos2 =n2
Et là je comprends du coup pourquoi le résultat final est exprimé en fonction des cos.
On a donc les rayons qui sont réfléchis si   2  est supérieur à cos -1(n1/n2)

Cela te semble correct désormais ?

Posté par
vanoise
re : guidage des rayon dans la fibre optique 29-10-17 à 14:42

D'accord avec ce que tu écris sauf les dernières lignes où tu fait intervenir des angles qui ne figurent pas sur mon schéma ni, semble-t-il, sur le tien. Loi de Descartes en 0 :

\sin\left(\theta_{1}\right)=n_{1}.\sin\left(\theta_{2}\right)=n_{1}.\sin\left(\frac{\pi}{2}-\Phi\right)=n_{1}.\cos\left(\Phi\right)

\sin^{2}\left(\theta_{1}\right)=n_{1}^{2}.\left(1-\sin^{2}\left(\Phi\right)\right)

La réfléxion est totale en I seulement si :

\sin\left(\Phi\right)>\frac{n_{2}}{n_{1}}

Donc :

\sin^{2}\left(\theta_{1}\right)<n_{1}^{2}.\left(1-\frac{n_{2}^{2}}{n_{1}^{2}}\right)

La propagation dans la fibre est ainsi possible seulement si :

\sin\left(\theta_{1}\right)<\sqrt{n_{1}^{2}-n_{2}^{2}}\quad;\quad\theta_{1}<\arcsin\left(\sqrt{n_{1}^{2}-n_{2}^{2}}\right)

Tu obtiens ainsi l'ouverture numérique...

Attention : certaines relations utilisées au-dessus ne sont valides du point de vue mathématique que parce que les angles sont compris entre 0 et 90° : on peut ainsi considérer la fonction sinus comme bijective et monotone croissante.

Posté par
lotus18
re : guidage des rayon dans la fibre optique 29-10-17 à 18:36

Je te remercie beaucoup, j'ai souvent des difficultés avec les calculs même quand ils ne sont pas compliqués



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