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La réfraction

Posté par
Manga2
06-09-13 à 13:50

Bonjour tout le monde!

I) Soit dans le schéma suivant

La réfraction

un rayon lumineux incident vers un demi-cylindre en plastique d'indice de réfraction n=1,5
1) Expliquez pourquoi il n'y a pas de réfraction du rayon lumineux sur le point K.
2) Le rayon incident forme un angle i=30° avec la normale sur la dioptre. Calculez la valeur de l'angle de réfraction.
3) Quand le rayon réfracté devient tangent à la surface de la dioptre, l'angle d'incidence prend sa valeur maximale \alpha. Calculez \alpha.
4) Que se passe-t-il si l'angle d'incidence est i=60°?

II) On ajoute au demi-cylindre précédent un autre demi-cylindre dont l'indice de réfraction est n'=1,33. [url][/url]
1) Déterminez la nouvelle valeur de l'angle de réfraction maximale (il est clair que c'est une erreur de frappe et que c'est en fait l'angle d'incidence).
2) Que se passe-t-il si l'angle d'incidence est i=60°?

En fait je ne suis pas sûr de mes réponses. Pouvez-vous me corriger cela?
Merci d'avance!

I)1) Là aucune idée.
2) Selon la deuxième loi de réfraction de Snell-Descartes, on a:
sin\,r=\dfrac{n}{n_{air}}\times sin\,i
 \\ 
 \\         =\dfrac{1.5}{1}\times sin\,30°
 \\ 
 \\         =1.5\times 0.5
 \\ 
 \\         =0.75

Donc r=48.59°

3) On applique la même loi pour r=90° soit sin\,r=1. On a:

sin\,\alpha=\dfrac{n_{air}}{n}\times sin\,r
 \\ 
 \\         =\dfrac{1}{\frac{3}{2}}\times 1
 \\ 
 \\         =\dfrac{2}{3}

Donc \alpha=41.81°

4) Si i=60°>\alpha alors le rayon incident sera réfléchi et ne traversera pas la dioptre.

II)1) Cette fois-ci, on a:
sin\,\alpha=\dfrac{n'}{n}\times sin\,r
 \\ 
 \\         =\dfrac{1.33}{1.5}\times 1
 \\ 
 \\         =\dfrac{2.66}{3}

Donc \alpha=62.45°

2) Si i=60°<\alpha alors le rayon incident sera réfracté. L'angle de réfraction est calculé par la même loi:

sin\,r=\dfrac{n}{n'}\times sin\,i
 \\ 
 \\         =\dfrac{1.5}{1.33}\times sin\,60°
 \\ 
 \\         =\dfrac{3\sqrt{3}}{4\times 1.33}

Donc r=77.61°

Merci d'avance!

Edit Coll : image placée sur le serveur de l' Merci d'en faire autant la prochaine fois !     

Posté par
Manga2
re : La réfraction 06-09-13 à 13:53

Pour le deuxième lien le voici:

La réfraction

Edit Coll : image placée sur le serveur de l' Merci d'en faire autant la prochaine fois !     

Posté par
Manga2
re : La réfraction 06-09-13 à 20:19

Ok Coll! Désolé pour ça

Posté par
Manga2
re : La réfraction 07-09-13 à 20:41

pou ez-vous m'aider SVP!

Posté par
Coll Moderateur
re : La réfraction 07-09-13 à 21:01

Bonjour,

Tout est parfait !

Au point K, il y a un dioptre : le rayon lumineux passe de l'air (indice de réfraction 1) au plexiglas (indice de réfraction = 1,5)

L'angle d'incidence au point K vaut 0° puisque le rayon est dirigé selon un rayon du demi-cylindre et que le rayon d'un cercle est perpendiculaire à la tangente en K. Le rayon incident est donc confondu avec la normale au dioptre : angle d'incidence nul.

Toujours en appliquant la même relation de Snell-Descartes on en déduit que l'angle de réfraction en K dans le plexiglas est nul lui aussi.

Conclusion : le rayon n'est pas dévié à son entrée en K dans le demi-cylindre.

Posté par
Coll Moderateur
re : La réfraction 07-09-13 à 21:14

J'ai oublié de préciser que le vocabulaire consacré pour la question I.4) est de dire qu'il y a "réflexion totale"

Par exemple à la question I.2) il y a le rayon incident dans le plexiglas (angle d'incidence de 30°), un rayon réfracté dans l'air (angle de réfraction 48,59°) mais il y a aussi un rayon (faible) réfléchi dans le plexiglas (angle de réflexion = angle d'incidence = 30°). C'est une "réflexion partielle".

Posté par
Manga2
re : La réfraction 08-09-13 à 00:21

Je vois. Merci beaucoup Coll pour tes explications!!!

Posté par
Coll Moderateur
re : La réfraction 08-09-13 à 08:59

Je t'en prie.
À une prochaine fois !

Posté par
Manga2
re : La réfraction 08-09-13 à 13:00

Oui!

Posté par
Coll Moderateur
re : La réfraction 08-09-13 à 13:01



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