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Seconde - TP Physique n° 4 Eric DAINI – Lycée Paul Cézanne – Aix en Provence -

Seconde - TP Physique n° 4 Eric DAINI – Lycée Paul Cézanne – Aix en Provence - http://labotp.org TP Phys n° 4 Loi de Descartes à la réfraction Correction I. LE PHENOMENE DE REFRACTION 1) Mise en évidence a) Voir schéma b) La lumière laser se propage en ligne droite dans l'air et dans l'eau. c) Les angles i et r sont repérés par rapport à la normale au dioptre. d) A la traversée du dioptre air – eau, la direction du faisceau réfracté se rapporche de la normale (r < i). d) Le phénomène de réfraction est le chnagement de direction d'un faiseceau lumineux à la traversée d'un dioptre. 2) Etude qualitative Réfraction air – plexiglas: a) On a i > r dans tous les cas. b) Lorsque i double , r double mais lorsque i triple r ne triple pas (36 < 3×13)… Donc i et r ne sont pas proportionnels. (i et r sont proportionnels seulement pour les « petits angles»). i = 20° r = 13° i = 60° r = 36° i = 40° r = 26° Rayon incident Rayon réfracté dioptre normale air eau i r Seconde - TP Physique n° 4 Eric DAINI – Lycée Paul Cézanne – Aix en Provence - http://labotp.org Réfraction plexiglas - air: c) Dans le cas de la réfraction plexiglas – air: i < r (tant que i < 42° ). On constate que lorsque i double, r ne double pas. d) Lorsque i continue d’augmenter il existe une valeur limite de l'angle d'incidence notée il à partir de laquelle il n'y a plus de réfraction mais seulement réflexion du faisceau incident: il l l l = = = = 42 ° . II. LOI DE DESCARTES A LA REFRACTION DU DIOPTRE AIR - PLEXIGLASS i = 20° r = 32° i = 60° pas de rayon réfracté, seulement un rayon réfléchi i = 40° r = 76° Seconde - TP Physique n° 4 Eric DAINI – Lycée Paul Cézanne – Aix en Provence - http://labotp.org 1) graphe sin (i) = f( sin (r) ) . i (° ) 0 10 20 30 40 50 60 70 r (° ) 0 7 14 20 26 31 36 40 sin (i) 0,00 0,17 0,34 0,50 0,64 0,77 0,87 0,94 sin (r) 0,00 0,12 0,24 0,34 0,44 0,52 0,59 0,64 2) Le graphe obtenu est une droite passant par l"origine: donc sin(i) est proportionnel à sin(r). 3) Calcul du coefficient directeur noté "a" de la droite: a = (1,0 – 0) / (0,68 – 0) = 1,5 4) relation numérique : sin(i) = 1,5×sin(r) 5) En 1637, Descartes propose une loi sur les sinus: sin (i) = n.sin (r) avec n, nombre sans dimension appelé indice de réfraction. Or expérimentalement, nous avons obtenu: sin(i) = 1,5 × × × × sin(r). En comparant les deux expressions on identifie: n = 1,5. L'indice de réfractoin du plexiglas est donc : n = 1,5. sin(r) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 sin(i) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 uploads/Finance/ 04-refraction-correction.pdf