TP sur la réfraction

                       TP       REFRACTION.

I MISE EN EVIDENCE.

Observez l’expérience réalisée au bureau.

Notez vos observations.

Définissez le rayon incident, le rayon réfracté,l’angle d’incidence et l’angle de réfraction.

II MESURE DE L’INDICE DE REFRACTION.

A l’aide du dispositif sur votre table,décrit plus bas,vous allez remplir la deuxième ligne  tableau suivant.

[pic 1]

[pic 2]

Utiliser Regressi pour tracer la courbe représentant Sin(i) en fonction de sin®. Voir la documentation fournie.

III  Simulation.

Se rendre à cette adresse :  https://phet.colorado.edu/fr/simulations/bending-light

Sur le schéma ci-dessous, indiquer le rayon incident, le rayon réfracté ainsi que les angle i d’incidence et r de réfraction. [pic 3]

Dans la simulation, utiliser la partie de droite pour faire passer de la lumière du verre à l’eau.

1/Qu’observez-vous de différent par rapport à la partie expérimentale qui consistait à faire passer de la lumière de l’air au plexiglass ?

2/Cela était prévisible. Expliquez pourquoi.

3/Pour des valeurs de i élevées, on remarque quelque chose de particulier. De quoi s’agit-il ?

4/ Utiliser le rapporteur pour faire des mesures d’angles et complétez le tableau ci-dessous.

A l’aide de Regressi, tracer la courbe représentant sin i en fonction de sin r. L’imprimer.

Que représente le coefficient directeur de la droite obtenue ?  Confirmer par une vérification.

 Sachant que le sinus d’un angle est toujours inférieur ou égal à 1, déterminer l’angle limite pour lequel il y a encore réfraction.

Exercice 1.  On réalise la réfraction de la lumière avec un demi-disque en plexiglas. La lumière incidente est dans l’air. Puis elle entre par la face plane dans le plexiglas, d’indice np. On mesure l’angle de réfraction r pour un angle d’incidence i.

1. Faire le schéma de l’expérience. Placer et légender les rayons incident et réfracté, les angles incident et réfracté, l’air, le plexiglas, la normale et la surface de séparation entre les deux milieux.  

1. Quel est l’indice de l’air ?
2. Ecrire la 2ème loi de Descartes pour cette réfraction.
3. On mesure pour un angle i = 20,0°, un angle r = 13,5°. Calculer la valeur de l’indice np  

1. On fait une nouvelle mesure pour un angle i = 45,0°. Quelle sera la valeur de l’angle r ?  

Exercice 2. Un rayon lumineux arrive sur une vitre en verre d’indice n = 1,5  et
d’épaisseur e = 5 mm. L'angle d'incidence du rayon est i = 30°.[pic 4]

1. Calculer l'angle de réfraction du rayon dans le verre puis tracer ce rayon.[pic 5]

1. Déterminer l'angle d'incidence de ce rayon sur la face de sortie verre/air.

1. Avec quel angle de réfraction le rayon émerge t il de la vitre ?
           Comparer la direction du rayon qui arrive sur la vitre et la direction de celui qui en sort.
           Cela dépend-il de la valeur de l'indice n ?

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