Qu’observez-vous ? Ave l’aord de l’enseignant, réaliser le protoole pré édent et aluler la val eur de l’indie de réfration du plexiglas. Calculer l’indice de réfraction de l’air. L’indice de réfraction, noté n, rend compte de cette différence de vitesse. 1 2 3 plexiglas air. Puis calculer : 2 1 sin i sin i Par exemple, la vitesse de la lumière dans le plexiglas est 1,5 fois plus faible que dans le vide. Dans l’air, la vitesse de la lumière est la même que dans le vide. * Créez les variables et (en °). Commentaires . On donne quelques indices de réfraction de milieux dans le tableau ci-dessous : milieu air eau pure plexiglas eau salée (350 g/L) eau sucrée (850 g/L) alcool pur indice n 1,0 1,33 1,50 1,40 1,49 1,36 1. Fanny réalise une étude expérimentale de la réfraction à l’aide d’un demi-cylindre en Plexiglas. L'ensemble et-normale Rayon incident dioptre 2 1 I i1 Le dioptre est la surface de séparation entre les deux milieux transparents. Le 16/10/2017 Test n°2 : La réfraction – Corrigé Page : 1/1 • Une source de lumière frappe la surface de séparation entre l’air et le demi-disque en plexiglas au point I 1) Tracer, sur la figure B, la perpendiculaire à la surface de séparation au point I. Cette droite s’appelle la normale. Remarque˜: Le coffret permet bien de retrouver la deuxième loi de la réfraction (n 1.sin î 1 = n 2.sin î 2), mais comme dans les montages habituels, en toute rigueur, on ne prouve pas la première loi. On étudie cette fois la réfraction entre le plexiglas et l’air au point I2. Un milieu est d’autant plus dispersif que sa constringence est faible. Calculer la célérité c1 de la lumière dans le plexiglas. 90 06 i (en 0) r (en 0) 15 10 25 35 23 45 29 55 34 Données Indices de réfraction Milieu incident moins réfringent (N1 < N2) i1 peut varier entre 0° et 90°. L’indice de réfraction du plexiglas est n’ = 1,5. Celui de l’air est n = 1. Rappeler les 2 lois de Descartes de la réfraction. Dessiner sur un schéma l’angle d’incidence et de réfraction i’ . Calculer l’angle de réfraction. ex 1 réfraction à travers le plexiglas . Exemples de valeurs : Milieu Indice de réfraction Air n air = 1,00 Eau n eau = 1,33 Verre/plexiglas n verre = 1,50 Diamant n diamant = 2,42 2. Données : indice de l’air : n air = 1,0 ; Indice du plexiglas … L'indice de réfraction est une grandeur sans dimension caractéristique d'un milieu, décrivant le comportement de la lumière dans celui-ci; il dépend de la longueur d'onde de mesure mais aussi des caractéristiques de l'environnement. Donner leur valeur numérique. Lorsque le rayon lumineux pénètre dans le bloc, il ressort dans l’air par la surface cylindrique . Calculer l’angle de réfraction r avec lequel les rayons rouge repassent dans l’air. Quel phénomène peut-on ainsi mettre en évidence ? 2. TP 10000 fibres pour un diamètre global de moins de 1mm choisis de ’air au point I2. réfraction dans le plexiglass. Exemple pour i (dans l'air) = 50°, r (dans le plexiglas) = 30° pour i (dans l'air) = 50°, r (dans l'eau) = 35 °. Exemple : la paroi d'un aquarium est un dioptre séparant l'eau de l'air. download Plainte . Exp : un rayon incident dans l’air d’indice n 1 (provenant d’une lampe + une fente) arrive sur un demi disque en plexiglas d’indice n 2. Répondre aux questions du §1. – la réfraction plexiglas-air, la réfraction limite et la réfl exion totale. Détermination de l’indice du plexiglas Suite à votre travail du III, déterminez l’indice de réfraction du plexiglas, sachant que celui de l’air vaut 1,00. plexiglas air Exercice 2 : Le Plexiglas® est un milieu transparent d’indice de réfraction théorique suivant la fabrication pouvant varier de 1, 4 à 1,7. Exercice 1 : Réfraction sur un dioptre air-plexiglas Un projecteur envoie un rayon de lumière rouge au point P de la surface d'un demi- cylindre en plexiglas selon la situation schématisée ci-dessous. - Donner l'expression de l'angle limite i lim à partir duquel apparaît ce phénomène ? Les graduations angulaires du disque permettent de mesurer les angles d’in iden e i 1, de réflexion i 1’ et de réfraction i 2. On vérifie la loi 2.1. ─ Rechercher l’angle de rélfexion totale i l. III. Toute la lumière est réfléchie par la surface de séparation plexiglas / air. - Cet angle est appelé : angle de réfraction limite i 1 ≈ 42 °. Il arrive avec un angle d’incidence i=15° sur l’interface diamant/air. Quel est l’angle de réfraction pour un angle d’incidence de 0° 2.2.2. Pour différentes valeurs de l’angle d’incidence i 1, mesurer l’angle de réfraction i 2 dans le plexiglas. On vérifie la loi 2.1. Cette partie est pour ces raisons parfois appelée coefficient d'extinction, noté . direction. Le dioptre plan Un dioptre est une surface de séparation entre deux milieux d'indices différents. Proposer d’étudier la réfraction air/eau ou eau/air et de déterminer l’indice de réfraction de l’eau grâce à une série de mesures. 4. D’autre part, avec un dispositif expérimental classique « air/demi-disque de plexiglass® » ou « air/demi-disque rempli d’eau », il est possible de valider les valeurs fournies par le programme en les confrontant à celles mesurées expérimentalement. 3. L’indice de réfraction du plexiglas est n’ = 1,5. « dioptre » - entre l’air et le plexiglas. plexiglas i 1 i 2 Rayon lumineux Document 2 : Indice de réfraction (propre à chaque milieu) Un indice de réfraction est caractéristique d’un milieu transparent et homogène. Réfraction - Dioptre plan La réfraction. On en déduit la vitesse de la lumière dans le plexiglas : V = c nplexiglas = 3,00⋅108 [m/s] 1,49 =2,01⋅108 [m s]. 3. IV. Les phénomènes de réflexion et de réfraction de la lumière semble suivent une lois parce que i1 est toujours égal à r. Or i2 n'est pas proportionnel mais il augmente dès que i1 augmente. 1 2 3 plexiglas air. - Le coefficient k est égal au quotient de n 2, indice de réfraction du milieu 2 (le Plexiglas) par n 1, indice de réfraction du milieu 1 (l’air). En déduire la valeur du coefficient de réfraction du Plexiglas. Le Plexiglas est-il plus réfringent que l’air ? L’angle d’incidence vaut i = 60°. On définit l’indice de réfraction n d’un milieu par la relation n = donc n > 1 puisque c < c0 . Dans l’air, la vitesse de la lumière est la même que dans le vide. Exercice n°1 :La réfraction (10 points). En général, l'indice de réfraction est un nombre complexe, dont la partie imaginaire indique la force des pertes par absorption. 1- Observations Dessiner en rouge le rayon incident, en bleu le rayon réfracté et en vert le dioptre.. Indiquer les angles i1 d’incidence et i2 de réfraction 2- Mesures a) Refaire un tableau de mesures identique à l’expérience 1. L’indice de réfraction du Plexiglas est n 1 = 1,4 ; celui de l’air est n 2 = 1. 0 0 30 30 30 30 60 60 60 60 90 90 r i E I A B Fig.III.4 1. À chaque interface, il faut calculer l'intensité de la lumière transmise et de la lumière réfléchie pour chaque type de polarisation en utilisant les relations de Fresnel. On montre ainsi, en faisant l'hypothèse que pour le rayon incident, on a une lumière naturelle mélange de 50 % de lumière polarisée parallèle et de 50 % de lumière polarisée … Comparer i 1 et i 2. L’indice de réfraction du Plexiglas est n 1 = 1,4 ; celui de l’air est n 2 = 1. En déduire la deuxième loi de Snell-Descartes sur la réfraction. TP4 : Fibres optiques. Dessiner sur un schéma l’angle d’incidence i 1 et l'angle de réfraction i 2 lorsque le rayon pénètre dans le cylindre. Justifier la réponse. Il va traverser ce hublot avant d’entrer dans l’eau (voir schéma). Le rayon (SI] est le rayon , le rayon [IR) est le rayon . Étude de la réfraction de la lumière : Seconde loi de Descartes But du TP: Étudier expérimentalement une des lois de Snell-Descartes sur la réfraction. Par contre dans l’eau, la lumière se propage 1,33 fois moins vite que dans le vide, ainsi l’indice de réfraction de l’eau vaut n eau = 1,33. On étudie la réfraction de la lumière lorsqu'elle passe de l'air au Plexiglas : Les mesures donnent le graphique suivant : La 2 e loi de Snell-Descarte est bien vérifiée puisque le graphique est une droite qui passe par l'origine, d'équation \sin\left(i\right)=a\times\sin\left(r\right) . Portail de l'Académie de Paris, Pour un dioptre air-plexiglas®, l’élève étudie la valeur de l’angle de réfraction en fonction de la valeur de l’angle d’incidence. Le demi-cylindre est un bloc de plexiglas. A partir du point Rappeler les lois de Snell-Descartes pour la réfraction. 8 Repérer sur le schéma l'angle d'incidence noté i1. b) Dans le cas de la réfraction plexiglas - air: i < r (tant que i < 42°). 1.2. MESURE D’UN INDICE DE REFRACTION : 2 ème loi de Descartes en réflection Un rayon lumineux arrive dans l’air sur un hublot de plexiglas d’un sous-marin. Angle limite de réfraction et réflexion totale, passage du plexiglas dans l'air - YouTube. Objectif. Etape 1 Rappeler la seconde loi de Snell-Descartes (ou seconde loi de la réfraction) On rappelle la seconde loi de Snell-Descartes (ou seconde loi de la réfraction). L'animation montre la trajectoire d'un rayon lumineux à la traversée de ce dioptre. - L'angle de réfraction est plus grand que l'angle d'incidence : i 1 < i 2. - Si l'on augmente la valeur de l'angle d'incidence i 1, on remarque que lorsque dépasse i 1 une certaine valeur, on n'observe plus de rayon réfracté (ici, i 1 ≈ 42 °). - Cet angle est appelé : angle de réfraction limite i 1 ≈ 42 °. Toute la lumière est ... Quelle est la nature des rayons (SI] et [IR) ? Donner sa valeur i1 au. Passage de la lumière de l'air vers le plexiglas Protocole expérimental : a. Placer le demi-disque de plexiglas , et tourner sa face plane vers la lanterne. (Si le temps le permet). On vérifie que le rapport sin i / sin r est constant; l'indice de l'air étant égal à 1, la valeur de ce rapport est l'indice du bloc de Plexiglas. n n n k = = 1 2 2) Application : Trace sin i = f(sin r) : tu peux à présent calculer l’indice de réfraction du plexiglas. Protocole expérimental : 1. Le dioptre plan Un dioptre est une surface de séparation entre deux milieux d'indices différents. Compléter le schéma, sans respecter la valeur de l’angle, en indiquant si le rayon s’écarte ou s’éloigne de la normale. doc zz. Sinon, vu que c'est un cas particulier où le milieu 1 est l'air alors sin i = n*sin r D'où n = 1.46154 ( <== indice de réfraction ) Donc j'observe que le coefficient directeur représente l'indice de réfraction du plexiglass. Le plan contenant le rayon incident et la normale à la surface est . sin i 1 = f(sin i 2) et de montrer que sin i 1 = n.sin i 2 et que, d’une manière générale (pour 1 : milieu d’incidence air et 2 : milieu de réfraction plexiglas) : n 1.sin i 1 = n 2.sin i 2 (En 1 ère L, on observe une partie du faisceau réfléchie) n i 1 = f(i 2) cos i 1 = f(cos i 2) sin i 1 = f(sin i 2) III. - indice de réfraction de l’air : N = 1,000 - indice de réfraction du Plexiglas pour une radiation monochromatique jaune : Nj = 1,485 - indice de réfraction du Plexiglas pour une radiation monochromatique violette : Nv = 1,500 On envoie, en un point I de la surface plane d’un hémi-cylindre de Plexiglas, un mince faisceau parallèle de lumière monochromatique jaune .
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