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Niveau maths sup
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optique géometrique

Posté par
camallard95
07-09-13 à 18:16

bonjour,

Je bloque sur l'exercice suivant,

On considere un dioptre plan séparant l'air d'indice n.a d'un milieu d'indice n .
donner la formule littérale de i1, angle d'incidence tel que le rayon réfracté soit perpendiculaire au rayon réflechi.
Montrer que i1 > 45°. Calculer i1 avec n.a= 1.00 et n = 1.33 (eau).

Je sais qu'il faut utiliser la formule de Descartes mais je ne vois absolument pas comment determiner que i1 soit > 45° .....

Je ne demande pas la réponse juste un coup de pouce.
merci d'avance

Posté par
PerArGal
re : optique géometrique 08-09-13 à 07:30

Bonjour

Ce qui se conçoit bien se dessine bien Donc un petit crobard est souvent utile.

Sur le fond, ce n'est la LA formule mais LES formules que tu dois utiliser, celle pour la réfraction et celle pour la réflexion, tu vas ainsi relier les 3 angles du problème dans 2 équations ... Puis tu pose la condition de perpendicularité.

Est ce plus clair?

Posté par
camallard95
re- 08-09-13 à 10:34

les 3 angles dans  deux equations pourquoi ? je vois pas très bien pour donner la formule de i1?

Posté par
PerArGal
re : optique géometrique 08-09-13 à 10:42

ah ...

Appelons donc i1 l'angle du rayon incident, i2 celui du rayon réfracté dans le milieu d'indice n, et r celui du rayon réfléchi

Attention: en optique il faut prendre bien soin d'orienter les angles

La loi de la réflexion te dit donc que  i1 = -i2
La loi de la réfraction te dit que  sin(i1) = n.sin(r)

Tu as donc 2 équations pour 3 angles

Ensuite l'énoncé t'impose une relation entre i2 et r: les rayons réfléchis et réfractés doivent être orthogonaux ...

C'est plus clair?  Je fais tout pour ne pas te donner la réponse

Posté par
camallard95
re- 08-09-13 à 11:19

et je ne veux pas la reponse, je n'en vois pas l'utilité, par contre la loi de refraction ce n'est pas plutot:
sin i1 = n.sin i2 ?

Posté par
PerArGal
re : optique géometrique 08-09-13 à 11:57

Autant pour moi, j'ai interverti les angles ... je suis de nature étourdie ... je réécris ... en faisant attention

La loi de la réflexion te dit donc que  i1 = -r
La loi de la réfraction te dit que  sin(i1) = n.sin(i2)

Ouf!

Posté par
camallard95
re 08-09-13 à 13:41

pour la relation d'orthonogalité, peut on dire que -r = - i2 ?

Posté par
camallard95
re 08-09-13 à 13:41

et apres on replace dans la deuxieme relation ?

Posté par
PerArGal
re : optique géometrique 08-09-13 à 15:45

Citation :
-r = \pi - i2


Comment arrives tu à cette conclusion? J'en arrive à une différente ... Un petit schéma comme suggéré initialement ...

optique géometrique

Posté par
camallard95
re 08-09-13 à 15:57

c'est à mon tour d'avoir été tete en l'air ... je voulais metre (pi)/2 à la place (pi).. si c'est cela ?..

Posté par
PerArGal
re : optique géometrique 08-09-13 à 16:52

Pour moi on est bon ...

Posté par
camallard95
re- 08-09-13 à 17:22

néanmoins, quand je remplace

-r = (pi)/2 - i2 dans la deuxieme equation j'arrive grace aux formules d'additions de trigo à

n= cos i2 ce qui n'est logique

Posté par
PerArGal
re : optique géometrique 08-09-13 à 17:47

Euh ... je ne vois pas trop comment arrives à cela:

tu as

sin(i_1) = n.sin(i_2)  
r = -i_1
-r + i_2 = \frac{\pi}{2}

En combinant (2) et (3) tu exprimes i_2 en fonction de i_1 et tu remplaces dans (1) tu arrives à un équation qui imposes bien i_1 > \frac{\pi}{2}

Posté par
PerArGal
re : optique géometrique 08-09-13 à 17:48

tu arrives à un équation qui imposes bien i_1 > \frac{\pi}{4} !!!! je reste étourdi

Posté par
camallard95
re- 08-09-13 à 18:13

Donc en exprimant i2 en fonction de i1 :

-r+ i2 = (pi)/2    

dc i2 = (pi)/2 + r   or r = -i1  donc i2 = (pi)/2 - i1

en remplacant dans sin (i1) = n. sin(i2)
                   sin (i1) = n. sin ( pi/2 - i1 ) ?

Posté par
PerArGal
re : optique géometrique 08-09-13 à 19:02

Tu brûles il me semble ...

Posté par
camallard95
re- 08-09-13 à 19:10

donc ensuite j'utilise les formules de trigo ?

Posté par
PerArGal
re : optique géometrique 08-09-13 à 19:27

Tout à fait:

sin(\frac{\pi}{2} -x) = cos(x)

\frac{sin(x)}{cos(x)} = tg(x)

Il me semble ...

Posté par
camallard95
re- 08-09-13 à 19:35

moi j'avais utilisé la formule sin ( a-b) ce qui me donnait quelque chose de incoherent, d'ailleurs quand utiliser sin ( a -b ) ou sin (pi/2 - x )?

j'ai trouver 53.06 pour i1

Posté par
PerArGal
re : optique géometrique 08-09-13 à 20:01

Je trouve \frac{59\pi}{200} rad   ça doit être la même chose ou presque ...

A+



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