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Phénomène de réfraction de la lumière.

Posté par
Gabylune
28-03-13 à 11:12

Bonjour à tous, je suis en DAEU B et me posais une question sur le phénomène de réfraction de la lumière.

Peut-être pourriez-vous y répondre?


Quand une radiation lumineuse confondue avec la normale à la surface traverse un prisme , le rayon incident n'est pas dévié. Est-ce également le cas du rayon émergent du prisme?

Je pense que c'est juste, mais n'en suis pas sûr.


Je vous remercie par avance du temps que vous consacrerez à me répondre, et vous souhaite une agréable journée.

Posté par
Coll Moderateur
re : Phénomène de réfraction de la lumière. 28-03-13 à 11:45

Bonjour,

Pour une lame à faces parallèles, cela serait vrai : la normale à la face d'entrée est la même que la normale à la face de sortie ; donc le rayon confondu avec la normale à l'entrée, et qui n'est pas dévié, est également confondu avec la normale à la sortie et n'est toujours pas dévié.

Mais si c'est un "vrai" prisme, donc à faces d'entrée et de sortie qui ne sont pas parallèles, alors les normales ne sont pas parallèles non plus. Si le rayon est confondu avec la normale sur la face d'entrée et n'y est pas dévié, il ne sera pas confondu avec la normale à la face de sortie et là il sera dévié.

Posté par
Gabylune
re : Phénomène de réfraction de la lumière. 28-03-13 à 12:43

Je vous remercie de la rapidité de votre réponse, Coll.

Pensez-vous que l'on puisse utiliser le graphique afin de déterminer l'angle entre le rayon non dévié et la normale, puis calculer l'angle de réfraction avec la loi de Descartes-Snell?

Posté par
Coll Moderateur
re : Phénomène de réfraction de la lumière. 28-03-13 à 13:33

Le plus prudent est de calculer la mesure de l'angle d'incidence à la sortie du prisme. C'est facile : il y a un triangle rectangle, on connaît l'angle au sommet du prisme...

Et ensuite, bien sûr, on applique la relation de Snell-Descartes.

Posté par
Gabylune
re : Phénomène de réfraction de la lumière. 28-03-13 à 14:18

Donc, si on a un triangle rectangle possédant deux angles a=b=45^{°}, l'angle d'incidence à la sortie du prisme c=45^{°}également?

Posté par
Coll Moderateur
re : Phénomène de réfraction de la lumière. 28-03-13 à 15:30

Oui, si le prisme est un prisme avec un angle au sommet de 45° et que le rayon incident sur la premier face a un angle d'incidence nul (donc ce rayon est confondu avec la normale à la première face) alors l'angle d'incidence avec la deuxième face vaut 45°

Quel est l'indice du matériau dont est fait le prisme ?
Quel est l'angle de réfraction, si le rayon réfracté existe ?

Posté par
Gabylune
re : Phénomène de réfraction de la lumière. 28-03-13 à 16:05

Les rayons d'incidence sont confondus avec la normale à la première face; de plus , l'indice de réfraction du prisme est n=1,5.

Cependant, le rayon lumineux passe par le prisme et émerge dans l'air. Donc, d'après la loi de Descartes-Snell:n_{1}.sini_{1}=n_{2}.sini_{2}<=>1,5.sin45=1.sini_{2}<=>1,5.0,7=sin_{2}<=>1,05=sini_{2}.Or, ceci est rigoureusement impossible et je ne vois pas quelle est l'erreur...

Posté par
Coll Moderateur
re : Phénomène de réfraction de la lumière. 28-03-13 à 17:54

L'erreur est d'écrire : "... et émerge dans l'air" !

Ton calcul est correct. Il prouve qu'il n'y a pas de rayon réfracté qui émerge dans l'air.

Il y a réflexion totale sur la deuxième face du prisme

N'avais-tu pas remarqué que j'avais écrit : "... si le rayon réfracté existe" ? Eh bien, dans ce cas, il n'existe pas.

Posté par
Gabylune
re : Phénomène de réfraction de la lumière. 28-03-13 à 18:06

D'accord, je comprends mieux. Ainsi, il y aurait un rayon réfléchi confondu à la première radiation lumineuse et à la normale?

Posté par
Coll Moderateur
re : Phénomène de réfraction de la lumière. 28-03-13 à 18:38

Désolé.
Je ne comprends pas du tout ce que tu veux dire.

Posté par
Gabylune
re : Phénomène de réfraction de la lumière. 28-03-13 à 18:59

S'il y a une réflexion totale, il y a bien un rayon réfléchi? Je veux dire qu'étant donné que l'angle d'incidence est nul, l'angle de réflexion aussi.

Posté par
Coll Moderateur
re : Phénomène de réfraction de la lumière. 28-03-13 à 19:09



Relis ton message de 14 h 18 :

Sur la face de sortie du prisme, l'angle d'incidence vaut 45°
L'angle de réflexion vaut donc 45° également !

Le rayon réfléchi sur la face de sortie du prisme est donc maintenant parallèle à la face d'entrée de ce prisme.

Posté par
Gabylune
re : Phénomène de réfraction de la lumière. 28-03-13 à 19:21

Effectivement, cela se vérifie sur mon graphique.

Je vous remercie beaucoup de l'aide que vous m'avez apporté et vous souhaite une agréable soirée.

Posté par
Coll Moderateur
re : Phénomène de réfraction de la lumière. 28-03-13 à 20:14

Je t'en prie. Excellente soirée à toi aussi.
À une prochaine fois !



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