TP1 Reflexion Refraction [PDF]

Zitiervorschau

2e B et C

TP1: Réflexion et réfraction de la lumière

TP 1: Réflexion et réfraction de la lumière 1) But de la séance Le but de cette séance de travaux pratiques est de vérifier les lois de la réflexion et de la réfraction. La première décrit le changement de direction d’un rayon lumineux sur une surface réfléchissante. La deuxième décrit le changement de direction que subit un rayon lumineux passant d’un premier milieu dans un deuxième milieu.

2) Quelques notions théoriques Lorsque la lumière est réfléchie sur une surface réfléchissante les angles de réflexion r et d'incidence i sont égaux d'après la loi de Descartes : r = i . Lorsque la lumière passe d’un premier milieu transparent dans un deuxième milieu transparent, les angles d’incidence i et de réfraction r' obéissent à la loi de Descartes : sin i  n 2/1  n sin r ' n2/1 est l'indice de réfraction du deuxième milieu par rapport au premier milieu. Il dépend de l’ensemble des deux milieux. Pour un angle d’incidence maximum de i = 90°, l’angle de réfraction r' s’appelle angle de réfraction limite et obéit à la 1 relation : sin   n En dehors de la réfraction, nous observons également la réflexion d’une partie du faisceau lumineux sur le dioptre.

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3) Dispositif expérimental. Mesures Un faisceau de lumière réalisé à l’aide d’une lampe à incandescence munie d’un condenseur, illumine une fente. On obtient un faisceau de lumière parallèle et assez fin permettant de réaliser les expériences de réflexion et de réfraction. Afin de repérer les angles un utilise un disque horizontal gradué en degrés d'angle. a) Placer un miroir plan sur ce disque. Vérifier que r = i. b) Remplacer le miroir par un demi-cylindre en plexiglas. Le faisceau de lumière doit entrer par le centre de la surface plane du plexiglas. Mesurer i, r et D pour un certain nombre d’incidences. i (°)

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r (°) D = i – r (°) sin i sin r sin i sin r

Pourquoi le faisceau de lumière doit-il entrer par le centre de la surface plane du plexiglas?

Comparer les valeurs pour i et pour r et cela pour chaque série de mesures. Que constatezvous ?

Représenter, à l’aide du logiciel , et à la main sur papier millimétré, l’angle r en fonction de l’angle i. Représenter de même sin r en fonction de sin i. Que vaut l’indice de réfraction n pour l’ensemble des 2 milieux (air-plexiglas) ? Déduire la valeur du graphique (pente de la meilleure droite)!

Calculer l'angle de réfraction limite!

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c) Retourner le demi-cylindre en plexiglas. Le faisceau de lumière doit sortir par le centre de la surface plane du plexiglas. Le faisceau lumineux entre dans le plexiglas sans réfraction. En sortant, par contre, il en subit une. Mesurer l’angle de réfraction pour un certain nombre de valeurs pour l’angle d’incidence. i (°)

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r (°) D = i – r (°) sin i sin r sin i sin r

Quelle est votre conclusion ?

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