1) Correction du Tp du 22 octobre : La lumière est-elle déviée en ...

Cours du 2 décembre 2002.

1) La lumière est-elle déviée en traversant une vitre ? (Correction du TP
du 22 octobre)

2) Calcul d'une déviation - utilisation de la calculatrice.
On veut mettre en évidence la dispersion de la lumière par un verre.
L'indice de ce verre pour la lumière rouge est nR = 1,504 ; pour la lumière
bleue, son indice est nB = 1,521.
a) Faire un schéma représentatif du phénomène de réfraction pour un rayon
passant de l'air au verre.
b) On appelle déviation l'angle D formé par le prolongement du rayon
incident avec le rayon réfracté. Indiquer D sur le schéma.
c) Rappeler la seconde loi de Descartes pour la lumière rouge puis pour
la lumière bleue.
d) Exprimer l'angle de réfraction pour chacune des couleurs i2R et i2B.
e) On veut calculer les déviations D (= i1 - i2 ) pour différentes
valeurs de l'angle d'incidence pour les lumières rouge et bleue.
On propose d'utiliser la calculatrice pour faire les calculs plus
rapidement :
o Passer en mode "degré" (Mode ( ( ( Enter 2nd Mode)
o Stat 1 et rentrer les valeurs de i1 dans cette colonne (i1 = 10° ,
20° , 30° , 40° , 50°.)
o Pour changer de colonne ( puis pour taper la fonction dans L2 (.
o Rentrer alors l'expression de l'angle de réfraction i2R trouvée au
d).
o Pour changer de colonne ( puis pour taper la fonction dans L3 (.
o Rentrer alors l'expression de l'angle de réfraction i2B trouvée au
d).
o Pour trouver la déviation de la lumière rouge, on a DR = i1 - i2R.
o Pour changer de colonne ( puis pour taper la fonction dans L4 (.
Rentrer alors l'expression de DR.
o De même pour la lumière bleue dans la liste L5.
f) Quelle est l'expression de la déviation entre la lumière rouge et la
lumière bleue ?
o Dans la liste L6, noter l'expression de la déviation D' entre la
lumière rouge et la lumière bleue.
o Représenter graphiquement D' en fonction de i1.
o Commenter le résultat.
3) Exercice de correction :

Enoncé :
Un rayon lumineux de lumière blanche passe de l'air dans un milieu
transparent d'indice n. On réalise une série de mesure dont les résultats
sont regroupés dans le tableau suivant :
|Angle |0 |10 |20 |30 |40 |50 |
|d'incidence i | | | | | | |
|(°) | | | | | | |
|Angle de |0 |6 |13 |19 |25 |31 |
|réfraction r (°)| | | | | | |

a. Tracer la courbe donnant sin r en fonction de sin i.
b. Déterminer graphiquement l'indice de réfraction n du milieu transparent
en conservant 3 chiffres significatifs..

Solution de l'élève :











On a sin i =n sin r
Pour sin r = 0,1045 , on trouve sin i = 0,1736.
Donc n = sin i / sin r = 1,6613.

Questions :
a) Rédiger une solution détaillée de l'exercice puis relever toutes les
erreurs commises par cet élève.
b) Qu'observerait-on pour le rayon lumineux arrivant avec l'incidence i =
50° ?
c) Pourquoi ?


4) Enigme
Si on trempe un agitateur en verre dans de l'eau on le voit encore. Mais si
on le trempe dans du toluène, il devient invisible. (Le verre est insoluble
dans le toluène). Comment expliquer cela ?
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Sin i (°)

Sin r (°)

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Votre solution :