Problématique
La réfraction de la lumière est réagit par quelle loi mathématique? Sur une feuille nous êtant distribuée, quatre scientifiques ayant travaillé sur le phénomène de réfraction, ont proposé des lois mathématiques que nous avons dû prouver. Pour cela voici le matériel utilisé: une source de lumière, un générateur, une fente, un demi-cercle en verre, une feuille, un rapporteur. Réalisation
– Poser le demi-cercle en verre sur la feuille. – Tracer la normale qui forme un angle droit avec la droite d'incidence. – Répeter cette opération plusieurs fois en changeant la place de la source de lumière en gardant le point d'incident. – Mesurer l'angle incident et l'angle réfracté. Réflexion et réfraction de la lumière - Fiche de Révision | Annabac. Voici les mesures trouvées:
Droite Angle incident Angle réfracté
A (normale) 90 90
B 21 15
C 46 28
D 40 24
E 56 35
F 74 41
G 66 35
Ainsi nous pouvons constater que les mesures ne sont pas proportionnelles mais en sont proches. Conclusion
Grâce aux observations faîtes, nous pouvons affirmer que les hypothèses de Plotémée, Grossetête, Kepler sont fausses.
Tp Physique La Réfraction De La Lumière Corrigé Etaugmenté De Plusieurs
TP Refraction de la lumiere
TP: La Réfraction de la lumière
Objectifs: découvrir la loi de la réfraction de la lumière. QCM:
1. Comment se propage la lumière dans le vide et dans les milieux
transparents? -de façon circulaire
-en ligne droite
-en zigzags
2. Pourquoi voit-on un objet? -il émet de la lumière
-il réfléchit de la lumière
-il est solide
3. À quelle vitesse se déplace la lumière dans le vide et dans l'air? -3, 0x108 m/s
-2, 26x105 m/s
-2, 0x105 m/s
-2, 7x107 m/s
I. A la découverte du phénomène de réfraction
Placer une paille dans un verre d'eau. Tp physique la réfraction de la lumière corrigé etaugmenté de plusieurs. a. Qu'observez-vous? b. A votre avis, pourquoi? Levez la main pour faire valider vos réponses
II. A la recherche d'une loi mathématique
Deux savants ont cherché à traduire le phénomène de réfraction de la lumière
par une loi mathématique entre l'angle d'incidence i (angle que fait le rayon
incident avec la perpendiculaire à la surface de séparation) et l'angle de
réfraction r (angle que fait le rayon réfracté avec la perpendiculaire à la surface
de séparation)
Pour Johannes Kepler, astronome allemand (1571-1630), l'angle d'incidence
est proportionnel à l'angle réfracté tant que les angles restent petits.
Tp Physique La Réfraction De La Lumière Corrigé Une
5/
La modélisation par une droite de cet ensemble de point vous
paraît-elle satisfaisante? Argumentez. Lorsque
l'on trace la courbe, il est possible de modéliser celle-ci par
une droite pour des angles d'incidence petits. Cependant, plus on
s'éloigne de la Normale et moins cette modélisation est
satisfaisante, en effet les points relevés ne suivent plus la
même loi de proportionnalité observée au
début. Un tour de magie (réfraction) - Site disciplinaire de Physique-chimie. Il est impossible de modéliser cette courbe par
une droite unique. 6/
J. Kepler (1571-1630) jugea devant une série de mesures
telle
que la vôtre que la loi r = k*i pouvait
assez bien
convenir pour des petits angles. Déterminez dans quel
intervalle de i cette loi te semble valable. Cette loi est valable pour un angle d'incidence compris entre 0° et 30°
7/
Descartes (1596-1650) formula une relation de
proportionnalité
entre les grandeurs sin(i) et sin(r) valable pour tous les angles
d'une série de mesures. Faites un tableau reprenant sin i et
sin r. Tracez la courbe sin(r) en fonction de sin(i).
( Données: indice
de réfraction n 1 de l'air = 1;
indice de
réfraction n 2 du plexiglas = 1, 5)
Cette valeur 1. 5 correspond à l'indice de réfraction du
plexiglas ou au rapport (quotient) de l'indice de réfraction du
plexiglas par l'indice de réfraction de l'air. En déduire la relation entre sin(i), sin(r) et n = n 2 /n 1. Cette relation constitue la deuxième loi de Descartes. Soit n le coefficient de proportionnalité entre sin(i) et sin(r), on peut écrire n=k donc
sin (i) = n sin(r) or n = n 2 /n 1 donc sin (i) = (n 2 /n 1) sin(r) d'où la deuxième loi de Descartes:
n 1 sin(i) = n 2 sin(r)
Lorsque
l'on passe d'un milieu moins réfringeant (indice de
réfraction plus petit) à un milieu plus
réfringeant (indice de réfraction plus grand), le rayon
réfracté se rapproche de la normale. NB: Existe t'il un angle limite de réfraction? On
a vu que pour un angle d'incidence nul, l'angle de réfraction
est nul. Tp physique la réfraction de la lumière corrigé une. Que se passe t il si l'angle d'incidence est perpendiculaire
à la normale? sin (i) < 1 par définition donc i < 90° donc n 1 sin(i) <1 donc n 2 sin (r) < 1 soit sin (r) < 1/n 2 donc sin(r) < 0.
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