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sl 1

Posté par
maeline
18-10-17 à 09:11

Bonjour
j'ai un exercice a faire mais je ne sais pas et je ne trouve pas non plus, j'ai besoin de votre aide.Merci

1 : Citer les quatres lois de rené Descartes moi j'en trouve que trois la reflexion , la refraction et n1-sin i = n2-sin r
2 : Qu'est ce qu'on apporte les recherches de rené Descartes a l'optique?
3 pourquoi parle t'on des Lois Snell(Descartes?
Besoin de votre aide s'il vous plait
Merci

Posté par
odbugt1
re : sl 1 18-10-17 à 09:57

Bonjour,

Tu as internet ?
Alors tu fouilles un peu et tu trouveras :
a) Qu'il existe deux lois de Descartes pour la réflexion et deux lois pour la réfraction.
b) Le rôle joué par un certain Willebrord Snell

Posté par
maeline
re : sl 1 18-10-17 à 11:30

Bonjour

Voila pour 1 et 2 dite moi si c'est exact ou me corriger s'il vous plait.
Merci
1:Le rayon incident , la normale est le rayon réfracté sont situé dans un même plan .
Les angles d'indice i1 et i2 vérifient la relations suivantes: n1 X sin i1 = n2 X sin i2

2 : Car c'est Snell qui découvre en premier en 1621,les lois de refraction et ensuite c'est Descartes qui ennonce ces lois en 1637 indépendamment de SNELL qui est décédé en 1626

3 ????

merci de me corriger ou refaire mes phrases
Merci beaucoup

Posté par
odbugt1
re : sl 1 18-10-17 à 12:40

Question 1:
C'est bon, mais tu donnes ainsi les deux lois concernant la réfraction.
Il te manque donc les deux lois concernant la réflexion.

Question 2 : Je n'en sais pas plus que toi. Descartes a énoncé ces lois, faisant ainsi avancer  les connaissances dans ce domaine. Tu peux citer quelques applications dans le domaine de la réfraction. Voir par exemple ici :

Question 3 : OK
Quand j'étais lycéen, les lois de la réfraction étaient connues sous le nom de "lois de Descartes".
Snell les avait découvertes avant Descartes mais ne les avait pas publiées.
Comme internet n'existait pas Descartes n'était pas au courant des travaux de Snell et a publié ces lois se pensant en être l'inventeur.
On a maintenant rétabli la participation de Snell en accolant son nom à celui de Descartes.

Posté par
maeline
re : sl 1 18-10-17 à 14:14

Bonjour

Voici donc pour la question 1
la reflexion :
Le rayon réfléchi est dans le plan d'incidence
L'angle de réflexion est égal à l'angle d'incidence
Ces deux lois sont équivalentes à:
Le rayon réfléchi et le rayon incident, orientés dans le sens de la lumière, sont symétriques par rapport au plan tangent au miroir au point d'incidence

Dite moi si c'est bon ou me corriger

Et pour la question 3 je note quoi???
Merci pour votre aide

Posté par
maeline
re : sl 1 18-10-17 à 14:21

bonjour
je me suis trompe c'est pas sur la question 3 mais la 2 que j'ai besoin voici ma reponse pour la question 3


Car c'est Snell qui découvre en premier en 1621,les lois de refraction et ensuite c'est Descartes qui ennonce ces lois en 1637 indépendamment de SNELL qui est décédé en 1626 .Ex d'application de refraction( le baton brisé,la pièce de monnaie,la fibre optique etc...)

Et pour cette question?
2 : Qu'est ce qu'on apporte les recherches de rené Descartes a l'optique?

Posté par
dirac
re : sl 1 18-10-17 à 17:14

Hello

Juste pour compléter car ces questions de paternité sont toujours passionnantes, les travaux des uns nourrissant les lois des autres:

- Alhazen (mathématicien arabe du tout début XIe siècle) avait établi que la lumière se déplaçait à des vitesses différentes selon les milieux et qu'un changement de milieu provoquait donc une variation de la vitesse de la lumière
- Des traductions latines de ses travaux existent dès le 13e siècle
- Avant Snell et Descartes un anglais du nom de Hariot fit des études sur la réfraction qui auraient (dixit certains milieux scientifiques outre manche) démontré expérimentalement la 2nde loi de Descartes

En partant du simple résultat d'Alhazen, la loi de Descartes n'est plus très loin:

Dans le milieu 1 la vitesse de propagation est v1, dans le milieu 2 la vitesse est v2
Posons nous la question, quel est le temps minimal (suivant le principe de Fermat) que met un rayon pour aller de A à B en fonction de la position x à laquelle le rayon passe du milieu 1 au milieu 2 :

Pour une valeur quelconque de x ce temps vaut:

t(x) = \frac{\sqrt{x^2 + a^2}}{v_1} + \frac{\sqrt{(c-x)^2 + b^2}}{v_2}

A regarder la tête de cette fonction en même temps que son cours de maths de seconde, on comprend que ce temps sera minimal pour t'(x) = 0  (dérivée nulle au minimum)

t'(x) = \frac{x}{v_1\sqrt{x^2 + a^2}} - \frac{c-x}{v_2\sqrt{(c-x)^2 + b^2}}
 \\

Donc t'(x) = 0 pour x tel que  

\frac{v_2}{v_1} =   \frac{c-x}{\sqrt{(c-x)^2 + b^2}} \times  \frac{\sqrt{x^2 + a^2}}{x}
 \\

Soit

\frac{v_2}{v_1} =   \frac{sin\theta_2}{sin\theta_1}
 \\

Il ne reste plus qu'à définir l'indice de réfraction n = c/v pour retomber sur la loi de Alhazen-Hariot-Snell-Descartes et peut être qlq autres

Il est dommage qu'au lycée on ne prennent plus le temps de s'arrêter sur cette démonstration qui est une introduction intéressante au "principe de moindre action"  (Euler, Lagrange ...) ainsi qu'à la mécanique quantique

Un élève ayant apporté ces précisions dans la rédaction de sa copie, aurait à mon avis le droit de répondre à la question 2):  "Descartes a quand même permis d'y voir plus clair en optique"    (à ne pas tenter avec tous les profs )

Je referme cette petite parenthèse ...

sl 1

Posté par
maeline
re : sl 1 18-10-17 à 17:29

Bonjour
ca ne repond pas a mes questionsJe refait tout et serait il possible de me corriger
merci

1 : Citer les quatres lois de rené Descartes
R :  la refraction.
Le rayon incident , la normale est le rayon réfracté sont situé dans un même plan .
Les angles d'indice i1 et i2 vérifient la relations suivantes: n1 X sin i1 = n2 X sin i2
la reflexion:
Le rayon réfléchi est dans le plan d'incidence
L'angle de réflexion est égal à l'angle d'incidence
Ces deux lois sont équivalentes à:
Le rayon réfléchi et le rayon incident, orientés dans le sens de la lumière, sont symétriques par rapport au plan tangent au miroir au point d'incidence


  2 : Qu'est ce qu'on apporte les recherches de rené Descartes a l'optique?
R : ????????


3 pourquoi parle t'on des Lois Snell(Descartes?
R :
Car c'est Snell qui découvre en premier en 1621,les lois de réfraction et ensuite c'est Descartes qui énonce ces lois en 1637 indépendamment de SNELL qui est décédé en 1626 .Ex d'application de réfraction( le bâton brisé, la pièce de monnaie, la fibre optique etc...)

Merci de me corrige

Posté par
dirac
re : sl 1 18-10-17 à 17:50

ça répond sans doute (à part ma blague sur Q2), mais pas de la manière que tu attendais. Je m'en excuse donc.

Q1: OK. Cependant, pas nécessaire de faire allusion à la dernière formulation équivalente. On te demande 4 lois, tu restitue 4 lois

Q2: ce que te donne Odbugt1 me semble très valable sur le plan pratique. Sur le plan théorique, là je reviens sur mon précédent commentaire, Descartes fournit une première modélisation du principe de moindre action appliqué à l'optique géométrique (formalisé par Fermat puis Euler) ainsi qu'à la fonction d'onde de la mécanique quantique (le chemin optique correspondant au maximum de probabilité de la fonction d'onde du photon allant de A à B)

Q3: la loi telle que nous la connaissons a été formalisée par Descartes, des travaux travaux similaires conduisant aux mêmes résultats avaient cependant été menés dès 1621 par Snell en Hollande.  

Odbugt1 je te laisse compléter bien sûr

Posté par
maeline
re : sl 1 18-10-17 à 18:07

Bonjour
et merci a Dirac pour m'avoir corriger et aider. Voila j'ai un autre exercice a faire mais la je ne sais pas vraiment comment faire car on lycée on a l'appareil je suppose qu'il y a des calcul, peut être j'ai vraiment besoins de vous. Merci

Enonce: Sélectionner le rayon correct dans le cas d'une réflexion. On a le choix entre le rayon de couleur bleu ou rouge .Lequel est le bon?
Je vous joint les images que j'ai.

Merci de m'éclairer et m'aider
Merci beaucoup.

sl 1

***Image recadrée***

Posté par
dirac
re : sl 1 18-10-17 à 18:13

Euh  ... merci à Odbugt1 surtout que je salue bien

Sur ce forum:  1 exercice = 1 sujet

Mais bon, celui ci est un application directe du sujet précédent:

Si tu as bien compris ce que tu as écris concernant les lois de Descartes:

Citation :
L'angle de réflexion est égal à l'angle d'incidence


donc, si i = 25°,   r = 25°    

Tu peux continuer?

Posté par
odbugt1
re : sl 1 18-10-17 à 18:14

Ma foi, je pense que tout est dit !  

Posté par
maeline
re : sl 1 18-10-17 à 18:29

Bonjour
oui désoler mais comme c'est sur le même exercice je pensais que je pouvait le mettre a la suite , désoler, je saurais pour la prochaine fois.

Voila ce que je viens de faire dite moi si j'ai juste ou me corriger, allons voir si j'ai compris....
Merci beaucoup

pour A  = rayon couleur rouge
b=  couleur bleu
C = couleur bleu

Est ce exact ou alors aider moi c'est que je n'aurais pas compris
merci

Posté par
odbugt1
re : sl 1 18-10-17 à 18:32

C'est exact.
Tu as compris !

Posté par
maeline
re : sl 1 18-10-17 à 19:05

Bonjour

Je vous remercie je pense que le cas de réflexion c'est compris  maintenant la suite avec le cas de réfraction
Même chose mais la c'est sélectionner le rayon correct dans le cas de réfraction

dessin joint

Mais la je sais que c'est l'angle dereflexion qui est egale a l'angle d'incidece donc pour moi je pense qu'il y a que la figure A
dite moi si j'ai correct ou me corriger
Merci

sl 1

***Image recadrée***

Posté par
odbugt1
re : sl 1 18-10-17 à 19:43

Tes  schémas montrent l'existence simultanée de la réflexion et de la réfraction.
Pour la réflexion on a bien dans les trois cas égalité entre l'angle d'incidence et l'angle de réflexion. Donc rien à ajouter de côté là.

Pour la réfraction il faut

soit connaître les indices des différents milieux et appliquer la loi : n1*sin(i1) = n2*sin(i2)

soit savoir que :
- Le rayon incident et le rayon réfracté sont toujours de part et d'autre de la normale.
- Quand la lumière passe d'un milieu d'indice moins élevé vers un milieu d'indice plus élevé le rayon réfracté se rapproche de la normale (i2<i1)
- Quand la lumière passe d'un milieu d'indice plus élevé vers un milieu d'indice moins élevé le rayon réfracté s'écarte de la normale (i2>i1)
- L'air a un indice plus petit que ceux des autres milieux.

Posté par
maeline
re : sl 1 19-10-17 à 07:22

Bonjour

Mais ca ne répond pas a ma question:
Sélectionner le rayon correct dans le cas d'une réfraction. On a le choix entre le rayon de couleur bleu ou rouge.
Lequel est bon ?

Merci pour votre aide

Posté par
dirac
re : sl 1 19-10-17 à 09:02

Hello Maeline

Citation :
Mais ca ne répond pas a ma question:


Ce commentaire ne me semble guère approprié, car Odbugt1 t'apporte toute l'aide nécessaire qui doit te permettre de trouver la réponse à ta question (car au bout du compte c'est bien toi qui doit "apprendre")

Tu as précédemment écrit la loi de Descartes sur la réfraction ... Il s'agit maintenant d'apprendre à l'utiliser. Et cela commence par ces petits exercices d'application directe:

Sur ton 1er schéma:

Le rayon incident est à +30°  (je donne un sens positif aux angles dans le sens anti-horaire)

- une partie de ce rayon est réfléchi sous un angle de -30° (on te le donne)
- une partie du rayon est réfracté et on te donne à choisir entre:

1) -22° (c'est le rayon bleu)
2) +22° (c'est le rayon rouge)

Or tu sais maintenant que  n1sini1 = n2sini2

  Soit ici  nairsin(+30°) = nverresin(ieau)

Or l'indice de réfraction de l'eau est plus grand que celui de l'air, donc pour que l'égalité soit vérifiée, il faut que ieau soit positif et plus petit que 30°,  seule la réponse  +22° convient.  La bonne réponse est le rayon rouge.

A toi donc de reproduire le même raisonnement sur les 2 autres cas.

Posté par
odbugt1
re : sl 1 19-10-17 à 09:06

Je considère, moi, t'avoir répondu en te donnant des éléments pour faire toi-même ton exercice :

Exemple pour le schéma 1 :

Le rayon incident vient, dans l'air, de la gauche sous un angle d'incidence de 30°
Il se divise en deux parties.
Une partie est réfléchie et repart sur la droite dans l'air sous un angle de réflexion de 30°
Jusque là il n'y a pas de problème.

L'autre partie de ce rayon est réfractée et entre dans l'eau.
Il faut choisir entre le rayon rouge et le rayon bleu.
Dans mes indications je te dis :

Citation :
- Le rayon incident et le rayon réfracté sont toujours de part et d'autre de la normale.


En exploitant cette indication tu devrais pouvoir choisir entre le rayon rouge et le rayon bleu.

Remarques :
1) Pour le schéma 3 tu as du faire une erreur : Il y est représenté deux rayons incidents
2) Est-ce que ton énoncé précise quelque chose au sujet des indices de réfraction de l'air, de l'eau, du cristal et du verre ?

Posté par
odbugt1
re : sl 1 19-10-17 à 09:09

Oups !
Encore des posts croisés !
Mais bon .... ils racontent la même chose.
                                    

Posté par
maeline
re : sl 1 19-10-17 à 11:57

Bonjour

Pour repondre a la question de odbugt1 qui est la suivante
Est-ce que ton énoncé précise quelque chose au sujet des indices de réfraction de l'air, de l'eau, du cristal et du verre ?

Non rien du tout on commence juste la lecon
j'ai juste ce qui est noter sur ma feuille pour l'exercice c'est a dire ceci
Sélectionner le rayon correct dans le cas d'une réfraction. On a le choix entre le rayon de couleur bleu ou rouge.
Lequel est bon ?

je vous remercie beaucoup pour votre aide car la je rame je suis completement perdu  surtout qu'avec le A c'est air et eau
B cristal et air
c eau et verre je ne sais pas comment faire

Merci beaucoup

Posté par
maeline
re : sl 1 19-10-17 à 12:49

Bonjour

Pouvez vous m'aider pour le schéma  B et C car je ne comprend pas comment faire
Merci

Posté par
dirac
re : sl 1 19-10-17 à 13:22

Pour B, je te propose de compléter les ...  ci dessous. Tu nous soumets tes réponses et on corrige si besoin.

Le rayon incident est le rayon    ....

Son angle d'incidence vaut ...

Le loi de Descartes sur la réflexion nous dit que "L'angle de réflexion est égal à l'angle d'incidence",  le rayon réfléchi est donc le rayon ...

L'indice de refraction de l'air (n1) est plus ...... que celui du cristal (n2)

La loi de Descartes sur la réfraction nous dit n1sini1 = n2sini2,  donc comme n1 est plus petit que n2, pour que l'égalité soit vérifiée, il faut que sini2 soit plus ... que sini1 et donc il faut que i2 soit plus .... que i1

Comme le rayon incident et le rayon réfractés sont de part et d'autre à la normale au dioptre (loi de Odbugt1-Descartes),

Le rayon réfracté est le rayon ... , et l'angle de réfraction vaut ...., ce qui est conforme à ce qui est écrit ci dessus.

  

sl 1

Posté par
maeline
re : sl 1 19-10-17 à 15:04

Bonjour
Le rayon incident est le rayon    .... lumineux

Son angle d'incidence vaut ... 50°

Le loi de Descartes sur la réflexion nous dit que "L'angle de réflexion est égal à l'angle d'incidence",  le rayon réfléchi est donc le rayon ... 50°

L'indice de refraction de l'air (n1) est plus ....grand.. que celui du cristal (n2)

La loi de Descartes sur la réfraction nous dit n1sini1 = n2sini2,  donc comme n1 est plus petit que n2, pour que l'égalité soit vérifiée, il faut que sini2 soit plus ...petit que sini1 et donc il faut que i2 soit plus .... grandque i1

Comme le rayon incident et le rayon réfractés sont de part et d'autre à la normale au dioptre (loi de Odbugt1-Descartes),

Le rayon réfracté est le rayon ... , et l'angle de réfraction vaut ...., ce qui est conforme à ce qui est écrit ci dessus.

Vraiment besoin de votre aide
Merci

Posté par
dirac
re : sl 1 19-10-17 à 15:36

Bonjour
Le rayon incident est le rayon    .... lumineux N° 1

Son angle d'incidence vaut ... 50° 10°

Le loi de Descartes sur la réflexion nous dit que "L'angle de réflexion est égal à l'angle d'incidence",  le rayon réfléchi est donc le rayon ... 50° N°2

L'indice de refraction de l'air (n1) est plus ....grand petit (1,00) que celui du cristal (n2)  (1,80)

La loi de Descartes sur la réfraction nous dit n1sini1 = n2sini2,  donc comme n1 est plus petit que n2, pour que l'égalité soit vérifiée, il faut que sini2 soit plus ...petit que sini1 et donc il faut que i2 soit plus .... grand petit que i1

Comme le rayon incident et le rayon réfractés sont de part et d'autre à la normale au dioptre (loi de Odbugt1-Descartes),

Le rayon réfracté est le rayon N° 4 , et l'angle de réfraction vaut 30°  ce qui est conforme à ce qui est écrit ci dessus (i2 = 9°  i1 = 30°).

(j'avais numéroté 2 le milieu du rayon incident et 1 le milieu du rayon réfracté)

A toi pour le C? (attention il faut que tu corriges la coquille que te signalait odbugt1 sur les sens contradictoires des rayons incidents et réfléchis)

indice de l'eau: 1,33  indice du verre: 1,50



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