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Lames à faces parallèles

Posté par
maxwoul
28-10-09 à 10:22

Bonjour à toutes et à tous

Bon voila j'ai des exo d'optique à faire, mais y a pas à dire c'est vraiment pas mon truc :s, donc j'espère que vous pourrez m'aider à faire et à comprendre l'exercice.

1) Montrer que le support d'un rayon lumineux qui frappe sous une incidence i une lame à faces parallèles d'épaisseur e, plongée dans l'air et d'indice n subit une translation de : d=e(sin(i-r)/cor(r)) où r est l'angle de réfraction.

J'espère vraiment que vous pourrez m'aider.
Je vous remercie d'avance. Max'

Posté par
donaldos
re : Lames à faces parallèles 28-10-09 à 10:44

C'est quasiment immédiat avec un schéma.

Dessine la lame et trace le parcours du rayon lumineux. Prolonge le rayon incident et le rayon émergent et calcule la distance qui les sépare.

Posté par
maxwoul
re : Lames à faces parallèles 28-10-09 à 11:32

Ok, j'avais commencer à faire un schéma, mais le rayon lumineux est-il dévier ? car la on ne sait pas si on passe d'un milieu plus ou moins réfringent.

Posté par
donaldos
re : Lames à faces parallèles 28-10-09 à 11:57

Il y a réfraction lors du passage du rayon de l'air au milieu d'indice n constituant la lame, au niveau de la première face. Mais il y a également réfraction lorsque le rayon émerge de la seconde face.

Globalement les deux réfractions se compensent et le rayon n'est pas dévié, il a toujours la même direction. En revanche il est décalé latéralement et c'est ce décalage que l'on te demande de calculer.

Posté par
donaldos
re : Lames à faces parallèles 28-10-09 à 12:01

PS : puisque que l'on considère que le premier milieu est l'air et que son indice de réfraction est proche de celui du vide, tu peux raisonnablement supposer que le milieu constituant la lame est plus réfringent que ce dernier.

Posté par
maxwoul
re : Lames à faces parallèles 28-10-09 à 13:25

Ok je te remercie, pour ton aide.

Posté par
maxwoul
re : Lames à faces parallèles 28-10-09 à 16:22

J'ai une autre question, ça concerne un autre exercice, un peu du même style, en fait la c'est un rayon qui traverse un cube dee matière transparente d'indice n et d'incidence 45°, puis rencontre une seconde face (perpendiculaire à la premiere), on doit admettre que le plan d'incidence est normal à ces deux faces et que le rayon sorte de l'air en rasant la face de sortie. Et on doit déterminer l'indice n du cube.
Est-ce que pour ça on doit utiliser, la formule n1sin(i1)=n2sin(i2, si c'est ça je ne vois pas comment on peut l'utiliser parce qu'on ne connait pas i2.
Et ma deuxième question est qu'il dise que le rayon doit ressortir en rasant la face de sortie, mais quand il sort il n'a pas un angle de 45° ?

Posté par
donaldos
re : Lames à faces parallèles 28-10-09 à 16:44

On connait i_2 puisque l'on connaît n.

Par ailleurs, fais un schéma et tu verras que pour la deuxième réfraction, l'angle d'incidence a changé du fait de la perpendicularité entre les deux faces et vaut:

i_1'=\frac{\pi} 2 -i_2

Si l'on applique la loi de Snell-Descartes pour la deuxième réfraction:

\begin{array}{rcl}\sin i_2'&=&n \sin i_1'\\ &=&n\cos i_2\end{array}

On a par ailleurs:

\sin i_1=n\sin i_2

Mets les deux égalités au carré, additionne-les et tu devrais pouvoir déterminer n.

Posté par
maxwoul
re : Lames à faces parallèles 29-10-09 à 11:08

On ne peut pas connaître i2, parce que justement on cherche la valeur de n.
Mais je tiens à m'assurer de quelque chose, ton i'1, c'est l'angle du rayon réfléchi, du premier rayon ? et i2 l'angle du rayon du réfracté ?

Posté par
donaldos
re : Lames à faces parallèles 29-10-09 à 11:44

Effectivement, on ne connaît pas la valeur de i_2 mais seule la relation qui l'unit à n nous est utile, même si la valeur de n est a priori inconnue.

i_2 va nous servir à poser les équations et, comme tu peux le constater toi-même, va disparaître dans l'expression de l'indice qui ne dépend plus que de l'angle d'incidence du rayon qui pénètre dans le cube et l'angle de réfraction du rayon qui en émerge.

Je ne considère pas de rayon réfléchi.

i_1' est l'angle d'incidence du rayon arrivant sur la deuxième face du cube.

Lames à faces parallèles

Posté par
maxwoul
re : Lames à faces parallèles 29-10-09 à 13:56

Ok merci, je te remercie de m'avoir aider

Posté par
donaldos
re : Lames à faces parallèles 29-10-09 à 14:54

De rien.

Au passage, il y a une erreur sur mon schéma. i_1 est l'angle formé par le rayon incident et la normale et non par le rayon et la face du cube comme je l'ai dessiné.

Posté par
maxwoul
re : Lames à faces parallèles 29-10-09 à 18:33

ah en le refaisant sur mon brouillant pour comprendre, j'avais corrigé sans le faire exprès ^^



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