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Niveau seconde
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Lumière à travers une vitre

Posté par
r93
05-11-11 à 21:42

Bonjour,
J'ai un probléme avec un exercice de physique.Voici l'énoncé:
Un rayon de lumière monochromatique se propageant dans l'aire (n aire = 1,0) arrive avec un angle d'incidence de 30° sur une vitre faite avec du verre d'indice n verre = 1,5. La vitre a une éppaisseure e,la lumière subit donc deux réfractions succecives lorsqu'elle traverse la vitre.

Questions:
A-Première réfraction
1.Quelle est le millieu incident? Le millieu de réfraction?
2.Enoncer les lois de Snell Descarte pour la réfraction.
3.La lumière peut-elle toujours pénétrer la vitre? justifier.
4.Calculer l'angle de réfraction r du rayon dans le verre. Le représenter sur un shémas.

B-Seconde réfraction
5.Déterminer l'angle d'incidence i' du rayon lumineux lorsqu'il arrive à la surface de séparation verre-aire.
6.Quel est l'angle de réfraction r' du rayon à la sortie de la vitre? tracer ce rayon.
7.Comparer la direction du rayon qui arrive sur la vitre et celle de ceui qui en sort.
8.La lumière peut-elle toujours traverser la vitre?

J'ai fait toute la première partie sauf la question 3 et pour la partie B je n'ai rien compris.

Je vous remercis d'avance de votre aide.

Posté par
Coll Moderateur
re : Lumière à travers une vitre 06-11-11 à 08:14

Bonjour,

Note : l'aire est la mesure d'une surface (par exemple l'aire d'un carré de 3 mètres de côté vaut 9 m2)

L'air que l'on respire, ou celui dans lequel se propage ce rayon lumineux, s'écrit air
____________

La partie B ressemble tout à fait à la partie A.
La partie A concerne l'arrivée du rayon sur la vitre, son entrée dans la vitre (première surface traversée et donc premier dioptre)
La partie B concerne la sortie de la vitre (deuxième surface traversée et donc deuxième dioptre).

Qu'as-tu répondu aux questions 1 et 2 de la partie A ?

La réponse à la question 3 de la partie A est une suite directe de la réponse à la question 2

Posté par
r93
re : Lumière à travers une vitre 06-11-11 à 13:38

Bonjour,

C'est vrai je me suis trompé,c'est l'air.

Aux question de la partie A j'ai mis:

1.Le milieu incident est l'air et le milieu de réfraction est le verre.

2.Les angles d'incidence i et de réfraction r sont liés par la relation:  ni sin i= nr sin r      
où ni et nr sont des nombres sans unité appelées indices de réfraction qui caractérisent les milieux d'incidence et de réfraction.

Merci de m'aider.

Posté par
Coll Moderateur
re : Lumière à travers une vitre 06-11-11 à 13:49

Très bien.

La lumière peut-elle toujours pénétrer dans le verre ?

Il faut pour cela que l'angle r existe. Il faut pour cela que sin(r) soit 1

Considère ce que tu as répondu à la deuxième question. Considère aussi les valeurs des indices de l'air et du verre. Tu devrais pouvoir répondre.

Posté par
r93
re : Lumière à travers une vitre 06-11-11 à 14:43

Merci.

Et pour la partie B qu'est ce que je dois faire.Je n'ai pas compris.

Posté par
Coll Moderateur
re : Lumière à travers une vitre 06-11-11 à 16:39

Qu'est-ce que tu ne comprends pas ?
Tout comme la partie A, la partie B te tient par la main étape par étape. Et ce sont les mêmes questions.

Posté par
r93
re : Lumière à travers une vitre 06-11-11 à 18:11

Alors,sa veux dire que l'angle d'incidence i' du rayon lumineux lorsqu'il arrive à la surface de séparation verre-aire est 30°.

Posté par
Coll Moderateur
re : Lumière à travers une vitre 06-11-11 à 18:47



Quel est l'angle de réfraction au premier dioptre ? (au dioptre d'entrée dans la vitre) ; l'angle d'incidence vaut i = 30° que vaut l'angle r pour ce dioptre d'entrée ?

Ensuite pense à la propriété des mesures d'angles alternes-internes par rapport à des parallèles.

Posté par
r93
re : Lumière à travers une vitre 06-11-11 à 20:21

L'angle r pour ce dioptre d'entrée vaut 19°.

Alors l'angle d'incidence i' du rayon lumineux lorsqu'il arrive à la surface de séparation verre-aire vaut 12° d'après les calculs ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Lumière à travers une vitre 06-11-11 à 20:33

5) Premier dioptre : de l'air vers le verre
. angle d'incidence i = 30°
. angle de réfraction r = sin-1[sin(30°) 1 / 1,5] 19,47°

6) Deuxième dioptre : du verre vers l'air
. angle d'incidence i' 19,47° (angle alterne interne avec le précédent par rapport aux deux normales aux deux points d'incidence)
. angle de réfraction r' = sin-1[sin(19,47°) 1,5 / 1] = 30°

7) Donc le rayon qui sort de la vitre est parallèle au rayon qui entre dans cette vitre.

8) Oui puisqu'après le premier dioptre l'angle de réfraction est plus petit que l'angle d'incidence. Même si le rayon est rasant à l'entrée, il ressortira, en étant lui aussi rasant à la sortie.

"Recopier sans comprendre est inutile", selon la formule d'un correcteur connu.

Posté par
r93
re : Lumière à travers une vitre 06-11-11 à 23:38

Merci beaucoup.

Sa veux dire que:

5)L'angle d'incidence i' du rayon lumineux lorsqu'il arrive à la surface de séparation verre-aire est 30°.

6)L'angle de réfraction r' du rayon à la sortie de la vitre est aussi 30°.

D'après ce que vous avez mis.

Et je ne recopie pas sans comprendre, je comprend d'abord après je recopie et c'est pour sa que je vous demande si c'est bon.

Posté par
Coll Moderateur
re : Lumière à travers une vitre 07-11-11 à 07:38

Il ne suffit pas de comprendre ce que j'ai écrit. Il faut que tu comprennes comment faire pour savoir refaire tout seul.
Et pour l'instant il me semble que tu ne comprends toujours pas.
________________

4) puisque i = 30° alors r 19,47°

5) puisque r 19,47° alors i' 19,47°

6) puisque i' 19,47° alors r' = 30°

7) ces rayons sont parallèles

8) oui, et j'ai expliqué pourquoi

Posté par
J-P
re : Lumière à travers une vitre 07-11-11 à 09:47

Lumière à travers une vitre

Posté par
Coll Moderateur
re : Lumière à travers une vitre 07-11-11 à 11:58

Bonjour et merci J-P

Posté par
r93
re : Lumière à travers une vitre 07-11-11 à 21:11

Merci beaucoup Coll et aussi J-P pour m'avoir aider.

Posté par
Coll Moderateur
re : Lumière à travers une vitre 07-11-11 à 21:17

Pour ma part, je t'en prie. Tu vois à quel point un bon (et beau) dessin vaut mieux que bien des mots.
A une prochaine fois !



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