Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

BTS ERO année scolaire 2006-2007 Exercice 1: Un faisceau laser se propageant da

BTS ERO année scolaire 2006-2007 Exercice 1: Un faisceau laser se propageant dans l’air pénètre dans une fibre optique sous une incidence i1 = 10 °. (voir schéma de la fibre optique). Cette fibre optique est constituée d’un cœur et d’une gaine de matériaux différents et d’indices différents. 1) L’indice du cœur de la fibre est nc = 1,48. calculez l’angle de réfraction i2 après passage du faisceau de l’air dans le cœur. 2) Sous quel angle d’incidence le faisceau arrive-t-il ensuite au point M sur la surface de séparation entre le cœur et la gaine ? (voir schéma. Attention ! les angles NE SONT PAS respectés sur ce schéma). 3) L’indice de la gaine est ng = 1,46. Obtient-on un faisceau réfracté dans la gaine ? Justifiez votre réponse et précisez de quel phénomène il s’agit. Exercice 2: guide de lumière et fibre optique 1- Lorsqu'un rayon lumineux, se propageant dans le verre, arrive à la surface de séparation verre-air, il ne peut traverser cette surface que si l'angle d'incidence est inférieur à une valeur limite, appelé angle de réfraction limite et correspondant à un angle de réfraction de 90°. Calculez la valeur de l'angle d'incidence pour un verre d'indice de réfraction n=1,6 (pour l'air, l'indice de réfraction vaut 1,0). 2- Dans le cas où l'angle d'incidence dépasse la valeur précédente, les rayons lumineux se réfléchissent sur la surface de séparation verre-air comme sur un miroir. Ce phénomène porte le nom de réflexion totale. On envisage une fibre de verre cylindrique de diamètre 5 mm, courbée suivant un arc de cercle de rayon extérieur r= 50 mm. Un rayon lumineux R1 pénètre dans la fibre, perpendiculairement à sa section, à la limite du bord intérieur. a- Déterminez les angles a et b. b- Pourquoi considère-t-on que b est l'angle d'incidence ? c- Montrez que le rayon R1 ne sort pas de la fibre. d- Il est recommandé de ne pas trop plier une fibre optique. Justifiez cela en envisageant le cas où r = 7 mm. 1 Exercices sur les fibres optiques (chap. 2) Schéma de la fibre optique coeur air i1 i2 gaine M BTS ERO année scolaire 2006-2007 Exercice 3: fibre optique à saut d'indice Un rayon lumineux arrive de l'air (indice 1,00) sous une incidence ie et pénètre dans la fibre d'indice n1. 1- Exprimez le sinus de l'angle de réfraction r en fonction de n1 et ie. 2- L'angle d'incidence sur la surface de séparation coeur-gaine est i. Donnez la relation entre i et r et l'expression de cosi. 3- L'indice de la gaine a pour valeur n2 (n2 < n1). Exprimez le sinus de l'angle limite de réfraction entre les milieux d'indice n2 et n1. 4- Pour qu'un rayon lumineux puisse se propager dans la fibre, on doit avoir : sin ien1²−n2²=sin i0 Démontrez cette relation. 5- Calculez la valeur limite i0 pour qu'un rayon lumineux pénétrant dans la fibre puisse s'y propager. Données: n1 = 1,48 et n2 = 1,46 6- Un rayon lumineux arrivant sous l'angle d'incidence ie = 20° pourra-t-il se propager dans cette fibre? 2 uploads/Finance/ exos-fibres-optiques.pdf