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5 * 1 = 0. 66 soit i = 41. 8° Au dela le rayon incident n'est plus réfracté (sin(r)>1 est impossible). On est dans le cas de la réflexion totale. Ce phénomène n'est possible que si l'on passe d'un milieu plus réfringeant à un milieu moins réfringeant. Imaginez une expérience permettant de déterminer l'indice de réfraction d'un milieu transparent quelconque. Réalisez-la avec comme deuxième milieu transparent l'eau dont l'indice de réfraction vaut n 2 = 1, 33. suffit de placer à la place du demi-cylindre en plexiglas une cuve remplie d'eau. Il faut que cette cuve soit suffisamment large pour pouvoir déterminer avec précision l'angle de réfraction. L'idéal est d'utiliser une cuve en forme de demi-cylindre pour retrouver les conditions de la première expérience.

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lundi 27 juin 2016 popularité: 6% Le document présente un retour d'expérience autour d'une résolution de problème en lien avec le phénomène de réfraction de la lumière. Une grille d'évaluation et d'auto-évaluation est également proposée dans le document. Documents joints Tour de magie

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L' indice optique n d'un milieu transparent est le rapport de la vitesse c de la lumière dans le vide par la vitesse v de la lumière dans le milieu considéré: n = c v c et v en m · s − 1. n sans unité. Exemple: L'indice optique de l'air est 1. La vitesse v de la lumière dans un milieu transparent est toujours inférieure à la célérité c de la lumière dans le vide, donc l'indice optique d'un milieu (autre que le vide) est toujours supérieur à 1. Les lois de Snell-Descartes pour la réfraction 1 re loi. Le rayon réfracté est dans le plan d'incidence défini par le rayon incident et la normale au point d'incidence à la surface de séparation entre les deux milieux. Lorsque le rayon passe d'un milieu d'indice n 1 à un milieu d'indice n 2, l'angle d'incidence i 1 et l'angle de réfraction i 2 sont liés par la relation: n 1 sin i 1 = n 2 sin i 2 Méthode 1 Comprendre la signification d'un indice optique L'indice optique d'un verre ordinaire est 1, 50. a. Sans calcul, indiquer quelle information fournit cette valeur.

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TP Refraction de la lumiere TP: La Réfraction de la lumière Objectifs: découvrir la loi de la réfraction de la lumière. QCM: 1. Comment se propage la lumière dans le vide et dans les milieux transparents? -de façon circulaire -en ligne droite -en zigzags 2. Pourquoi voit-on un objet? -il émet de la lumière -il réfléchit de la lumière -il est solide 3. À quelle vitesse se déplace la lumière dans le vide et dans l'air? -3, 0x108 m/s -2, 26x105 m/s -2, 0x105 m/s -2, 7x107 m/s I. A la découverte du phénomène de réfraction Placer une paille dans un verre d'eau. a. Qu'observez-vous? b. A votre avis, pourquoi? Levez la main pour faire valider vos réponses II. A la recherche d'une loi mathématique Deux savants ont cherché à traduire le phénomène de réfraction de la lumière par une loi mathématique entre l'angle d'incidence i (angle que fait le rayon incident avec la perpendiculaire à la surface de séparation) et l'angle de réfraction r (angle que fait le rayon réfracté avec la perpendiculaire à la surface de séparation) Pour Johannes Kepler, astronome allemand (1571-1630), l'angle d'incidence est proportionnel à l'angle réfracté tant que les angles restent petits.

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5/ La modélisation par une droite de cet ensemble de point vous paraît-elle satisfaisante? Argumentez. Lorsque l'on trace la courbe, il est possible de modéliser celle-ci par une droite pour des angles d'incidence petits. Cependant, plus on s'éloigne de la Normale et moins cette modélisation est satisfaisante, en effet les points relevés ne suivent plus la même loi de proportionnalité observée au début. Il est impossible de modéliser cette courbe par une droite unique. 6/ J. Kepler (1571-1630) jugea devant une série de mesures telle que la vôtre que la loi r = k*i pouvait assez bien convenir pour des petits angles. Déterminez dans quel intervalle de i cette loi te semble valable. Cette loi est valable pour un angle d'incidence compris entre 0° et 30° 7/ Descartes (1596-1650) formula une relation de proportionnalité entre les grandeurs sin(i) et sin(r) valable pour tous les angles d'une série de mesures. Faites un tableau reprenant sin i et sin r. Tracez la courbe sin(r) en fonction de sin(i).

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. 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.

L'indice optique de l'eau est 1, 33 et l'angle d'incidence mesure 60°. Déterminer la valeur de l'angle de réfraction. Conseils Appliquez les deux lois de Snell-Descartes pour la réfraction. Utilisez la fonction arcsin de la calculatrice (Asn ou sin − 1) en définissant l'unité d'angle en degrés. n 1 sin i 1 = n 2 sin i 2 avec n 1 = 1, 00 (air), n 2 = 1, 33 (eau) et i 1 = 60 °. On obtient: sin i 2 = n 1 sin i 1 n 2 = 1, 00 × sin 60 ° 1, 33 = 0, 866 1, 33 = 0, 651 donc i 2 = 40, 6°.

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