Chap 3 : Réfraction - décomposition de la lumière
1)Qu'est-ce qu'un dioptre ?
2)Qu'est-ce que la réfraction ?
3)Quelle relation y a t-il entre l'indice de réfraction d'un milieu , la célérité de la lumière dans ce milieu et la célérité de la lumière dans le vide ?
4)Quels sont les indices de réfraction de l'air , du vide ?
5)Qu'est-ce que le plan d'incidence ?
6)Qu'est-ce que l'angle de réfraction ?
7)Définir le plan dans lequel se trouve le rayon réfracté .
8)Enoncez la loi de Descartes lorsque le rayon passe d'un milieu d'indice n à l'air .
9)Que peut-on dire du rayon réfracté lorsque le rayon incident est perpendiculaire au dioptre ?
10)Quelle est la valeur de l'angle d'incidence lorsque le rayon incident est perpendiculaire au dioptre ?
11)Qu'est-ce que la dispersion par un prisme ?
12)Quelle grandeur physique associe t-on à une radiation monochromatique ? Quelle est son unité ?
13)Quelles sont les différentes couleurs conventionnelles du spectre de la lumière blanche ?
14)Y a t-il un rapport entre la dispersion de la lumière blanche par un prisme et la réfraction ?
15)L'indice de réfraction du verre est-il le même pour toutes les radiations colorées ?
16)Exercice 11 page 43
17)Exercice 15 page 43
18)Exercice 17 page 44
Chap 3 : Réfraction - décomposition de la lumière - Correction
1/Dioptre : surface de séparation de deux milieux transparents d'indices de réfraction différents
2/Réfraction :Déviation d'un rayon lumineux lorsqu'il traverse un dioptre .
3/n=c/V : n est l'indice du milieu , c la célérité de la lumière dans le vide et v la célérité de la lumière dans le milieu considéré .
4/Pour le vide et l'air n=1 .
5/Plan d'incidence : c'est le plan défini par le rayon incident et la normale (perpendiculaire) au diotre au point d'intersection entre le rayon incident et le dioptre .
6/Angle de réfraction : c'est l'angle que fait le rayon réfracté avec la normale au dioptre .
7/Le rayon réfracté est dans le plan d'incidence (loi de Descartes)
8/ n sin i = sin r : i est l'angle d'incidence et r l'angle de réfraction .
9)Lorsque le rayon incident est perpendiculaire au dioptre , le rayon réfracté est également perpendiculaire au dioptre (cas particulier où le rayon lumineux n'est pas dévié)
10) i = 0 ° lorsque l'angle d'incidence lorsque le rayon incident est perpendiculaire au dioptre .
11)Dispersion par un prisme : un prisme dévie les rayons lumineux et disperse la lumière blanche , c'est à dire qu'il dévie différemment les différentes couleurs qui composent la lumière blanche .
12/La grandeur associée à une radiation monochromatique est la longueur d'onde l . Dans le système international , son unité est le mètre .
13)Les différentes couleurs conventionnelles du spectre de la lumière blanche sont : rouge, jaune vert , bleu et violet .
14)Oui , il y a un rapport entre entre la dispersion de la lumière blanche par un prisme et la réfraction . C'est parce que l'indice de réfraction dépend de la longueur d'onde (couleur) que la lumière blanche est décomposée par le prisme (l'angle de réfraction dépend de la longueur d'onde).
15/Le verre est in milieu dispersif : l'indice de réfraction du verre n'est pas le même pour toutes les radiations colorées .
16)Exercice 11 page 43
1/ n sin i = sinr
2/ sin i = sin 60°/1,5 = 0,58 et donc i = 35 °
3/
Le rayon n'est pas dévié lorsqu'il pénètre dans le demi-cylindre , car pour le diopre correspondant l'angle d'incidence est nul (rayon perpendiculaire au dioptre )
17)Exercice 15 page 43
1/ Pour l= 400 nm , nous lisons sur la courbe nB=1,682 . Pour l=800 nm , nR= 1,635
2/Pour l= 580 nm nJ= 1,65
3/-a:
b:
| l en nm | 440 | 580 | 620 |
| n | 1,67 | 1,65 | 1,645 |
| i2 en ° | 25,05 | 25,37 | 25,46 |
l'angle de réfraction i2 est tel que sin i1 = n sin i2 et donc i2 = sin-1 ([sin i1]/n)
c:L'écart angulaire entre la radiation indigo (l= 620 nm ) et la radiation rouge (l=440 nm ) est par conséquent Di2= 25,46-25,05 = 0,41 °
18)Exercice 17 page 44
1/
2/L'angle de déviation D est représenté ci-dessus D=i1-i2 .
3/
i1 (°) |
i2R |
i2B |
DR |
DB |
DB-DR |
10 |
6,63 |
6,56 |
3,37 |
3,44 |
0,07 |
20 |
13,14 |
12,99 |
6,86 |
7,01 |
0,15 |
30 |
19,42 |
19,19 |
10,58 |
10,81 |
0,23 |
40 |
25,30 |
25,00 |
14,70 |
15,00 |
0,30 |
50 |
30,62 |
30,24 |
19,38 |
19,76 |
0,38 |
4/
Le décalage entre le "rayon bleu" et le "rayon rouge " est une fonction linéaire de l'angle d'incidence . Ce décalage est d'autant plus important que l'angle d'incidence est élevé .