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Niveau maths sup
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Mesure de l'indice d'un liquide

Posté par
p4t_03
18-09-11 à 17:13

Bonjour j'aimerais un peu d'aide pour un DM de Physique dont l'énnoncé est le suivant, s'il vous plait  :


Sur un cube de verre d'indice n0, on place une cuve sans fond sontenant un liquide d'indice n<n0. En un point I de l'interface AB , on fait arriver un faisceau lumineux ayant toutes les directions possibles. Les rayons lumineux pénètrent dans le cube et on considère ceux qui sortent par la face BC.

Schéma : Mesure de l\'indice d\'un liquide

1. Faire une figure montrant la marche des rayons lumineux. Ecrire les lois de Snell-Descartes aux points I et J. Donner une troisième relation entre les angles i1 et i2.

=> J'ai mis n*sin i = n0*sin i1 no*sin i2 = sin iS et i1+i2= pi/2

2.On cherche à établir une condition sur les indices n et n0 pour qu'un faisceau lumineux émerge de la face BC ( la taille du cube est suffisament grande pour ne pas limiter le faisceau lumineux).
-Exprimer l'angle limite de réfraction i2L et écrire la condition sur i2 pour que le faisceau émerge de la face BC .

=> i2L = arcsin (1/n0) car n0>1 et i2<iS (j'ai supposé que le mileu sortant était l'air et que donc son indice était 1 ???) ; donc i2 doit etre inférieur a arcsin (1 / n0 )

-En déduire une inégalité satisfaite par l'angle i et les indices n et n0

=> en calculant j'en ai déduit que i2<arcsin (1/n0) <=> i <arcsin ((1+n0) /n)

-Montrer que la condition d'émergence du faisceau s'écrit n> ou = racine(n0²-1)

=> et la je bloque ! Un petit coup de pouce svp ^^

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

Posté par
prbebo
Mesure de l'indice d'un liquide 18-09-11 à 19:39

Bonjour p4t_03, et bonjour Coll aussi,

ce n'est pourtant pas tres difficile, simplement plutot que d'ecrire les arcsin, il est plus simple de laisser les lignes trigonometriques. Voici le trois relations a appliquer :
n.sini = n0.sini1 ; n0.sini2 = sinis ; i1 + i2 = /2, soit sini2 = cosi1.
Pour que le rayon emerge en J, il faut en effet que sini2 soit 1/n0. On a donc sini1 = n.sini/n0 avec cosi1 1/n0. Avec sin2 + cos2 = 1, on en tire 1 - (n/n0)2.sin2i 1/no2. Il faut que cette relation soit vraie quel que soit l'incidence de depart i. Or si on fait i = 0, on obtient 1 1/n0, ce qui est evidemment vrai puisque n0 > 1. Il faut donc regarder du cote des i grands, cad quand sini = 1.
On obtient alors 1 - n2/n02 1/n02, ou encore n02 - n2 1 dont on tire sans difficulte n (n02 - 1)1/2.

Au plaisir,  prbebo.

Posté par
p4t_03
re : Mesure de l'indice d'un liquide 19-09-11 à 17:52

Bonjour prbebo,

    Merci de ton aide je vais pouvoir poursuivre (j'ai potassé les questions suivantes et l'autre problème demandé), si j'ai d'autres difficultés j'en ferais part. ^^



Merci a toi.

Posté par
prbebo
Mesure de l'indice d'un liquide 19-09-11 à 18:14

Bonjour p4t_03,

A ta disposition. Je regarde la tele en ce moment (FR3...), mais je peux faire deux choses a la fois.

Prbebo.



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