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Loi de la réfraction

Posté par
Konnawabo
23-09-20 à 19:51

Bonjour,
Dans un exercice je dois déterminer si les propositions suivantes sont justes, et j'ai un peu de mal pour certaines ^^'

Sujet: On considère un milieu qui suit la loi n(\lambda )= A+ B/\lambda ^2
L'angle d'incidence d'un rayon polychromatique se propageant dans l'air et arrivant sur un milieu n2 est de i1=46,0°

1)La déviation pour le rayon bleu est 20,6°.
En sachant que la longueur d'onde du bleu est entre 430 et 500nm on peut calculer nbleu avec la formule, puis déterminer i2 avec sini1*n1=sini2*n2, mais je trouve que ça manque de précision...

2)Toutes les longueurs d'onde se déplacent à la même vitesse dans n2 -> Vrai

3) L'indice dans n2 pour un rayon rouge est 1, 64.
Je me pose la même question qu'en 1, je trouve que le procédé manque de précision par rapport à la précision de la valeur énoncée.

4) L'indice dans le milieu pour un rayon bleu est 1, 57.
Pareil que pour la 3

5) Le milieu est dispersif -> Je pense vrai

6) L'angle de réfraction pour le rayon rouge est 24,6
Pareil que la 1

Merci beaucoup d'avance!

Posté par
vanoise
re : Loi de la réfraction 23-09-20 à 21:09

Bonsoir

Citation :
mais je trouve que ça manque de précision

Je ne vois pas pourquoi... Peux-tu exposer ton calcul de façon détaillée. Il faut aussi que tu fournissent les valeurs de A et B dans la formule de Cauchy n=f().

Posté par
vanoise
re : Loi de la réfraction 23-09-20 à 21:10

que tu fournisses...

Posté par
Konnawabo
re : Loi de la réfraction 23-09-20 à 22:00

Excusez moi de ne pas avoir donné ces valeurs ^^'
On a  A= 1,60 et B=2,36.10^-14

Le calcul que j'ai en tête:
n(450nm) = A+B/lambda^2
<=> 1,60 + 2,36.10^-14/ (450.10^-9)^2 = 1,71
Ensuite je remplace avec la nouvelle valeur:
n1sini1=n2sini2
<=> sini2= (n1sini1)/n2
                    = 0,42 donc Arcsin(0,42)= 24,8°, ce qui est assez loin de la valeur proposée.
Donc la proposition serait fausse.

J'avais peur que les differentes valeurs de lambda pour une même couleur affectent le résultat, mais après avoir calculé pour les deux extremums de la couleur bleue je viens de me rendre compte que les valeurs sont similaires

Posté par
Konnawabo
re : Loi de la réfraction 23-09-20 à 22:43

Par contre pou "Toutes les longueurs d'onde se déplacent à la même vitesse dans n2" et "Le milieu est dispersif ", je ne suis pas sûre d'avoir les bonnes réponses, et ni même de bien comprendre le raisonnement derrière

Posté par
vanoise
re : Loi de la réfraction 23-09-20 à 23:22

Tu ne fournis pas l'unité de B : m2 je pense...
Tu ne fournis pas l'énoncé intégral ; difficile ainsi de juger de la pertinence de tes réponses...
La formule de Cauchy n'est vérifiée qu'approximativement ; il est donc normal de trouver un faible écart relatif entre la valeur expérimentale et celle prévue par cette formule. Je pense qu'il faudrait faire le calcul de n pour la valeur moyenne de la longueur d'onde du bleu : 465nm mais cela ne modifie pas sensiblement le calcul. Je me demande si tu ne confonds pas angle de réfraction (24,9°) avec l'angle de déviation dont la valeur expérimentale vaut 20,6°.
Question 2 : revois le sens physique de l'indice n avant de répondre. Ta réponse est-elle cohérente avec celle fournie à la question 5 ?
Question 4 : la formule de Cauchy conduit à des indices supérieurs à 1,60 quelle que soit la longueur d'onde.

Posté par
Konnawabo
re : Loi de la réfraction 24-09-20 à 10:51

En effet B est en m2, excusez moi de na pas l'avoir précisé.
Et oui j'ai confondu angles de réfraction et angle de déviation, maintenant je comprends mieux.
Pour la question 2, les ondes se déplacent à la même vitesse si le milieu est à indice n homogène, donc je pense que cela est vrai dans cet exercice. Et pour la question 5, étant donné que la valeur ne dépend pas de la longueur d'onde au vu des très petits écarts, le milieu n'est pas dispersif.

Merci pour vos réponses

Posté par
vanoise
re : Loi de la réfraction 24-09-20 à 11:42

Il est exact que l'indice n varie très peu en fonction de , ce qui fait que, dans de nombreux problème, on néglige cette variation en considérant n comme une constante égale à la valeur de n pour la couleur jaune-vert (sensiblement le milieu du spectre visible). Cependant ici, l'exercice porte sur l'application de la formule de Cauchy : il faut donc tenir compte des variations de n en fonction de . Si n varie en fonction de , la vitesse de propagation de la lumière dans le verre : v=c/n dépend aussi de (question 2) et le verre est un milieu dispersif. Tes réponses aux questions 2 et 5 étaient donc contradictoires.



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