Tp : La RÉFraction De La LumiÈRe, Coronavirus. Yverdon Ferme Ses Garderies.
Rayon incident – Miroir – Transparent - Angle d'incidence – Normale - réfléchi - Angle de réfraction - Angle de réflexion - Surface de séparation – Dioptre – Lentille – Milieu n°1 – Air – Milieu n° 2 – Plexiglas – Rayon réfracté Titre du schéma: plusieurs sont possibles mais il en faut un. - Etude du passage de la lumière à travers la surface de séparation entre deux milieux (doc 5 p 203) - Etude de la réfraction de la lumière,.... Réalisez le dispositif expérimental prendrez garde à ne conserver qu'un faisceau lumineux très fin. Ce faisceau doit arriver au centre du demi-cylindre de plexiglas. Montage 1/ Où lisez vous l'angle d'incidence? L'angle d'incidence se lit dans l'air entre la normale et le rayon incident. 2/ Où lisez vous l'angle de réfraction? L'angle réfracté se lit entre la normale et le rayon réfracté. Tp : la réfraction de la lumière. Il se lit dans le demi cylindre ou à la sortie du rayon réfracté dans l'air. En effet tout rayon passant par le centre du demi-cylindre sort perpendiculaire à la surface de forme arrondi et n'est donc pas dévié (cf le cas d'un angle d'incidence nul) Pour chaque valeur d'angle d'incidence demandé, vous mesurerez l'angle réfracté à 0, 5° près et compléterez le tableau suivant.
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66 donc r < 41. 8°. Il est impossible d'obtenir un angle réfracté supérieur à 41. 8° Reprenez le dispositif précédent en faisant maintenant entrer la lumière par la face cylindrique du demi cylindre. Effectuez une série de 6 mesures que vous traiterez de la même manière. Cette fois-ci, on colle la source lumineuse contre la partie arrondie du demi-cylindre de manière à ce que le rayon arrive au point I, point d'incidence et centre du demi-cercle. On crée ainsi un rayon incident à travers le plexiglas. Ce rayon passe dans l'air au point I. Le rayon réfracté se trouve dans l'air. r (°) 15. 1 30. 9 48. 6 74. 6 Impossible 0. 75 0. 96 A partir d'un certain angle il n'y a plus de réfraction. Un tour de magie (réfraction) - Site disciplinaire de Physique-chimie. On atteint la limite de réfraction quand r vaut 90°. Il est possible de calculer pour quel angle d'incidence cette valeur sera atteinte. Pour r = 90°, j'applique la deuxième loi de Descartes avec cette fois-ci: n 1 indice de réfraction du milieu 1 le plexiglas (1. 5) et n 2 indice de réfraction du milieu 2 l'air (1) n 1 sin(i) = n 2 sin(r) donc sin(i) = (n 2 /n 1) sin(r) = 1/1.
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b. Quelle grandeur peut-on calculer à partir de cet indice optique? La calculer. c. Quelle information qualitative peut-on tirer de la comparaison de l'indice optique du verre ordinaire avec celui de l'alcool qui vaut 1, 36? Conseils Utilisez la définition de l'indice optique d'un milieu transparent. Solution a. n verre = 1, 50 donc la lumière se propage 1, 50 fois moins vite dans ce milieu transparent que dans le vide ou dans l'air. Tp physique la réfraction de la lumière corrigé 2. On peut calculer la vitesse de propagation de la lumière dans le verre. n = c v donc v = c n soit v = 3, 00 × 10 8 1, 50 = 2, 00 × 10 8 m · s − 1. L'indice optique du verre est supérieur à l'indice optique de l'alcool donc la lumière se propage moins vite dans le verre que dans l'alcool. 2 Déterminer un angle de réfraction Un faisceau laser est réfracté de l'air dans l'eau. Compléter la figure ci-contre: indiquer le point d'incidence I; tracer la normale en I à la surface de séparation entre l'air et l'eau; repérer le rayon incident, le rayon réfracté, l'angle d'incidence i 1 et l'angle de réfraction i 2.
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Pour René Descartes, philosophe, mathématicien et physicien français (1596 – 1650), c'est le sinus de l'angle réfracté qui est proportionnel à l'angle d'incidence. Vous allez cherchez lequel de ces 2 savants avait raison. Vous disposez sur votre table d'une source de lumière type laser, d'un disque graduée avec un demi-cylindre en matière transparente. A l'aide du matériel que vous avez sur votre table, proposer un protocole expérimental pour savoir lequel des 2 savants avait raison. Levez la main quand vous pensez avoir trouvé un protocole expérimental. P 1 2 1 TP3P Réfraction de la lumière corrigé. Réaliser le montage suivant: Levez la main pour qu'un étudiant vienne vérifier que vous avez bien compris l'utilisation du dispositif. Faire varier l'angle d'incidence I de 10° en 10° en commençant par i=0 et mesurer les valeurs de l'angle de réfraction r qui lui correspond. Vous placerez vos valeurs dans le tableau ci-dessous: i (°) 0 70 r (°) Sin i Sin r a. Quand l'angle d'incidence i est égal à 0, qu'observez-vous? b. A partir de quel angle d'incidence, ne voit-on plus de rayon réfracté?
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la modélisation par une droite de cet ensemble vous paraît-elle satisfaisante? i (°) 0 sin (i) 0. 09 0. 17 0. 26 0. 34 0. 42 0. 5 0. 64 0. 77 0. 87 0. 94 r(°) 13. 5 35. 5 sin (r) 0. 06 0. 11 0. 23 0. 28 0. 33 0. 43 0. 51 0. 58 0. 63 Cette fois-ci, il est tout à fait possible de modéliser cette courbe par une droite moyenne. Quelle est la relation entre i et r, traduisant pour tous les couples d'angles, le meilleur accord avec l'expérience? sin (i) est proportionnel à sin (r) donc on peut écrire: sin(i) = k * sin(r) avec k coefficient de proportionnalité. Tp physique la réfraction de la lumière corrigé que. Déterminez la pente (coefficient de proportionnalité) de la droite obtenue. Il faut choisir deux points appartenant à la droite moyenne. Le coefficient de proportionnalité est obtenu par la formule: k = (y 2 -y 1)/(x 2 -x 1). Soient le point M 1 (x 1;y 1)= (0;0) et le point M 2 (x 2;y 2) = (0. 77;0. 51), alors k = (0. 77-0)/(0. 51-0) = 1. 5 Comparer la valeur de la pente de la droite avec le rapport des indices de réfraction (indices entraînant des phénomènes optiques) des deux milieux considérés.
Vous recopierez le tableau obtenu sur votre compte-rendu. Angle d'incidence en degré 5 10 15 20 25 30 40 50 60 70 Angle de réfraction en degré 3. 5 6. 5 13 16. 5 19. 5 25. 5 30. 5 35 39 1/ Le rayon lumineux entre dans le demi-cylindre au point I. Passe-t-il de l'air au plexiglas, ou du plexiglas à l'air? Le rayon lumineux incident est dans l'air puis passe dans le plexiglas au point I. 2/ Que vaut l'angle de réfraction quand l'angle d'incidence est nul? L'angle de réfraction est nul lorsque l'angle d'incidence est nul. Ce rayon n'est donc pas dévié. 3/ Lorsque l'angle d'incidence est important, le rayon incident se sépare en deux parties: le rayon réfracté et un autre rayon. A quoi peut bien correspondre cet autre rayon? L'autre rayon que l'on peut observer se trouve dans l'air et est le symétrique du rayon incident par rapport à la normale. Il s'agit du rayon réfléchi. 4/ Sur papier millimétré, placer dans un système d'axes (i en abscisse, r en ordonnée) les points correspondants à chaque couple de mesure.
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