Activité 4 – Réfraction : à la recherche d'une loi

[Titiano]

Activité 4 – Réfraction : à la recherche d'une loi Deux illustres savants ont cherché à traduire le phénomène de réfraction par une loi qui relie l'angle d'incidence i (angle que fait le rayon incident avec la normale à la surface de séparation) et l'angle de réfraction r (angle que fait le rayon réfracté avec la normale).

Pour Johannes KEPLER, astronome allemand (1571-1630), une relation de proportionnalité lie les angles d'incidence et de réfraction tant que l'incidence reste suffisamment faible.

Pour René DESCARTES, philosophe, mathématicien et physicien français (1596-1650), ce sont les sinus des angles de réfraction et d'incidence qui sont liés par une relation de proportionnalité.

EXPÉRIENCE ET QUESTIONS

1/ Quelle est la signification physique de la graduation « zéro » sur le disque gradué (plateau) du dispositif expérimental ?

2/ A l'aide du matériel à votre disposition, proposer une démarche expérimentale pour tester la proposition de loi de chaque savant.

3/ Modifier l'angle d'incidence i en lui donnant des valeurs comprises entre 0° et 85°. Noter dans un tableau les valeurs de i ainsi que celles de r, angle de réfraction.

4/ A l'aide d'un tableur grapheur (REGRESSI), afficher le graphe correspondant à r = f(i). Déterminer sur quel intervalle de valeurs de i, la loi proposée par KEPLER peut être validée.

5/ A l'aide du tableur grapheur, créer les grandeurs « sin i » et « sin r », puis afficher le graphe sin r = f(sin i). Imprimer (après validation par le professeur). La loi proposée par DESCARTES peut-elle être validée quelle que soit la valeur de l'angle d'incidence ?

6/ On pose sin r sin i = ni nr où ni et nr sont des nombres sans unité, appelés indices de réfraction, qui caractérisent les milieux d'incidence et de réfraction. En utilisant les fonctionnalités du tableur-grapheur, déterminer une valeur expérimentale de k= ni nr .

7/ En déduire la valeur de nr, indice de réfraction du demi-cylindre utilisé, sachant que pour l'air, ni = 1.

8/ Lequel des deux scientifiques cités a proposé une loi la plus en accord avec les résultats expérimentaux ?

9/ Pourquoi le faisceau de lumière ne subit-il pas de réfraction sur la face arrondie du bloc de plexiglas ? On utilise maintenant le dispositif de la façon suivante (demi-cylindre en premier) :

 

10/ A quelle condition le faisceau réfracté n'est plus observé lorsque la lumière change de milieu ? Que devient alors le faisceau incident ?

 

 

 

[Boltzmann_Solver]

Bonjour,

Un bonjour, s'il vous plaît merci ???? C'est nécessaire si tu espères que quelqu'un s'intéresse à ton sujet. Et puis, où sont tes réponses ? Tes mesures de î et r ?

En tout, pour toutes ces raisons, je ne t'aiderai pas.

De plus, il faut mettre ce sujet en sciences puisqu'il s'agit de physique.

[volcano47]

encore une fois, effectivement, on a une "commande" ; à la limite, on ne sait même pas si tu as lu le texte.

Je pense, en l'absence de figure, que la graduation 0 correspond à i =0 , c'est à dire à une incidence normale sur la surface de séparation.

Tout le reste n'est que l' affaire d'un minimum de réflexion (sans jeu de mot ) ; on peut éventuellement savoir que pour i petit, i exprimé en radian s'exprime par le même nombre que sini. (idem pour r ou tout angle exprimé en radians bien sûr)