OEF loi de Descartes --- Introduction ---

Ce module regroupe pour l'instant 7 exercices sur les lois de Descartes en optique.

Mesure de l'angle d'incidence

Soit un faisceau lumineux. Ce rayon atteint l'interface entre deux milieux, comme schématisé sur la figure ci-dessous. On appelle cet angle d'incidence.

dioptre avec rapporteur

Déterminer la mesure de l'angle d'incidence en degré, sans tenir compte de son orientation : (en °)= .

calcul d'un indice optique

Soit la situation de réfraction schématisée ci-dessous. On note l'indice optique du milieu transparent de nature inconnue.

schéma de réfraction
on a :
Quelle est la loi de Snell-descartes qui décrit la situation ci-dessus ?
La relation de Snell-descartes modélisant la situation est :

.

Calculer l'indice optique du milieu transparent de nature inconnu.

n=

Donner le résultat avec 3 chiffres significatifs
L'indice optique du milieu transparent est : .
Identifier à l'aide du tableau ci dessous la nature du milieu transparent.

matière transparenteindice optique
Le milieu transparent est :

Réfraction par le dessin avec graduation

Dessiner le rayon réfracté, connaissant l'angle d'incidence = ˚, et les indices de réfraction = et = .
Chaque graduation correspond à 5°. Dessinez le rayon réfracté en tirant-glissant la souris à partir du centre.

Lois de Descartes 1

Cet exercice comporte deux étapes.
Etape 1.
figure 1
On considère la propagation d'un rayon lumineux d'un milieu 1 vers un milieu 2 pour une radiation monochromatique. On suppose que l'angle d'incidence est égal à °, que l'indice du milieu 1 vaut = et que l'indice du milieu 2 vaut = .
Donnez l'angle de réfraction =
ATTENTION: on arrondira l'angle au degré près et on n'oubliera pas l'unité ! (exemple : 4,82468° donne 5° ; 31.357312° donne 31°)
Etape 2.

Effectivement = °.

Parmi les rayons proposés, choisissez le bon rayon réfracté (le rayon incident est un trait plein).

Lois de Descartes 2

Cet exercice comporte deux étapes.
Etape 1.
figure 1
On considère la propagation d'un rayon lumineux d'un milieu 1 vers un milieu 2 pour une radiation monochromatique. On suppose que l'angle d'incidence est égal à °, que l'indice du milieu 1 vaut = et que l'angle de réfraction vaut = .
Donnez l'indice de réfraction du milieu 2 : =
Etape 2.
Effectivement = et = °.

Parmi les rayons proposés, choisissez le bon rayon réfracté (le rayon incident est un trait plein).

Lois de Descartes 3

Cet exercice comporte deux étapes.
Etape 1.
figure 1
On considère la propagation d'un rayon lumineux d'un milieu 1 vers un milieu 2 pour une radiation monochromatique. On suppose que l'indice du milieu 1 vaut = et que l'indice du milieu 2 vaut = , que l'angle de réfraction vaut = ° .
Donnez la valeur de l'angle d'incidence =
ATTENTION: on arrondira l'angle au degré supérieur et on n'oubliera pas l'unité ! (exemple : 4,82468° donne 5° ; 31.357312° donne 32°)
Etape 2.

Effectivement = °.

Parmi les rayons proposés, choisissez le bon rayon réfracté (le rayon incident est un trait plein).

Recherche d'un indice


On considère le milieu 1 (en blanc sur l'animation ci-dessus) d'indice n1= . On souhaite déterminer l'indice n2 du milieu 2 (en bleu sur l'animation ci-dessus).
Les angles seront donnés à l'unité près et les sinus seront donnés avec 3 chiffres significatifs.
1. A l'aide de l'animation précédente, compléter le tableau ci-dessous:
Angle d'incidence (i1)0
Angle de réfraction (i2)
sin(i2)
sin(i1)
2. Placer ensuite les points dans le repère suivant (on fera attention à l'abscisse et à l'ordonnée):
3. Compléter les phrases suivantes:
Les grandeurs sin(i2) et sin(i1) sont . La courbe obtenue est caractéristique d'une fonction .
4. Le coefficient directeur est égal à l'indice n2 recherché. A l'aide de votre graphique, calculer la valeur de n2= .
5. En déduire la vitesse de propagation de la lumière dans le milieu 2: v= .
Ne pas oublier d'indiquer l'unité.
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