KEVIN [PDF]

Zitiervorschau

DEPARTEMENT DE PCT

Classe : PF8

A/S : 2021/2022

Enseignant : M. TCHOUYOU ARTHUR

FICHE DE SY NTHESE RECHERCGE EXERCICE 1: réfraction de la lumière /05 points Soient deux milieux transparents et homogènes l’eau d’indice absolu 1,33 (milieu 1) et le verre d’indice absolu 1,5 (milieu 2). Un rayon sortant de l’eau arrive au point I tel que représentées par la figure ci contre. 1) Définir dioptre et nommer le point I puis la droite (NI) 2) Calculer l’indice relatif de l’eau par rapport au verre. 3) Dire pourquoi le rayon réfracté se rapprochera de la verticale passant par I. 4) Calculer l’angle de réfraction et l’angle de déviation 5) Calculer l’angle de réfraction limite d’un rayon arrivant sur le dioptre 6) Un point lumineux placé au fond du verre émet un rayon lumineux qui arrive en I sous une incidence de 70°. Montrer par calcul que ce rayon ne sera pas réfracté dans l’eau. 1pt 7) Ce résultat était t il prévisible ? justifier. 1pt

EXERCICE 2 : REFELEXION DE LA LUMIERE

02.5 POINTS

8) 1/ Définir réflexion de la lumière 0.25 pt 9) 2/ Enoncer les lois de la réflexion de la lumière (0.25 x 3) = 0.75 pt 10) miroirs plans forment un dièdre d’angle Ậ. Un rayon incident se 3/Deux réfléchit en I sur le premier miroir. a) Tracer la marche de ce rayon lumineux 1pt b) Trouver la relation entre Ậ et D, angle de déviation. AN : Ậ = 60° 0.5 pt

Exercice 3 : 3,5points Trois miroirs plans forment entre eux M respectivement des angles de 120° et 90°. Un 3 rayon lumineux laser tombe sur le premier miroir sous une incidence de i=30°. Appliquer la deuxième loi de Descartes et les relations des angles d’un S triangle pour déterminer : 1. La valeur de l’angle de réflexion r2 et r3 sur le deuxième et sur le troisième miroir. 2pt M 2. Représenter les angles de déviation du rayon 2 incident par rapport au rayon réflexion : du M premier miroir D1 et du deuxième miroir D2 puis 1 Déterminer leurs valeurs. 1,5pt EXERCICE 4 : DETERMINATION EXPERIMENTALE DE L’INDICE DE REFRACTION /05 points

Dans une expérience sur la réfraction, la lumière passe de l’eau dans un milieu d’indice absolu n’. En désignant par i 1 et i 2 respectivement l’angle d’incidence et l’angle de réfraction, on a obtenu le tableau suivant : i 1 en degrés 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 i 2 en degrés 0 7,5 15 22 29 35 40,5 45 48 49 sin i ,sin i sin i sin i2 1) Sur papier millimétré représenté les couples ( 1 2 ); 1 étant en abscisse et en ordonnées d’un repère orthonormé. 1,5pt 2) Quelle est la nature de la courbe obtenue ? 0,5pt

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3) En déduire une relation entre sin i 1et sin i 2 4) Calculer l’indice n’ du second milieu

1,5pt 1,5pt

On donne : indice de l’eau n=1,33 Exercice 5 : Réfraction de la lumière /3 pts Un rayon incident SI pénètre dans un cube d’arête a=10cm, d’indice inconnu N, en un point I tel que AI=2m, sous une indice i=45°. Le verre a un angle de réfraction limite λ=42°. 2.1) Quel est l’indice du verre pour cette radiation ? 0,5pt 2.2) Le rayon réfracté en I atteint la face AB en un point I’.Calculer la distance AI’. 0,5pt 2.3) Que fait le rayon lumineux en I’ ? 0,5pt 2.4) Par quelle face du cube sort le rayon lumineux émergent ? 0,5pt 2.5) Calculer l’angle de déviation D subie par le rayon SI en traversant le cube. 1pt

EXERCICE 6: REFLEXION ET REFRACTION DE LA LUMIERE /03 points Dans un vase contenant de l’eau, on introduit un miroir plan (M) dont la surface réfléchissante est inclinée d’un angle β inconnu sur la surface libre que l’on admettra horizontale. Un rayon lumineux tombe sur la surface de l’eau sous une incidence i=30°. Après réfraction dans l’eau, il arrive perpendiculairement sur la surface réfléchissante du miroir. 1) Faire la figure et tracer la marche du rayon à travers ce système optique. 2) Calculer l’angle de réfraction r du rayon lumineux dans l’eau. 1pt 3) En déduire la valeur de l’angle d’inclinaison β du miroir sur la surface libre de l’eau. 1pt On prendra l’indice de réfraction de l’eau : n=4 /3 Exercice 7 : 1. On donne le schéma ci -contre. R1 R2 1.1. Calculer la résistance équivalente de ce montage. 1pt 1.2. Enoncer la loi de Pouillet. 0,5pt R3 1.3. En appliquant la loi de Pouillet, calculer la valeur de (E, r) l’intensité du courant principal. 1pt On donne : E=24V, r=3Ω, R1=5Ω, R2=6Ω, R3=3Ω 1.4. Enoncer la loi de maille. 0,5pt 1.5. Déterminer l’intensité du courant qui circule dans R1 et dans R2. 1.5pt Exercice 8: On considère un rayon lumineux qui passe de l’air, d’indice N 1, à une substance X, d’indice N2 plus grand (N2 ˃ N1). Normale

A

i1 α

Substance X (N2)

Air (N1)

O

i2

β

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2.1. Comment appelle-t-on ? 2.1.1. Les rayons AO et OB ; 2.1.2. Les angle i1 et i2. 2.2. Montrer que lorsque la lumière passe de l’air à la substance X, le rayon OB se rapproche de la normale 2.3. À partir du schéma, calculer : L’angle d'incidence et l’angle de réfraction. On donne  : α = 35° ; β = 25°. 2.4. Calculer l’indice de réfraction de la substance X, sachant que l’indice de l'air est N 1 = 1,0. 2.5. - Quelle est la valeur maximale que peut prendre i1 ? - Comment qualifie-t-on ce type d’incidence ? - Dans ce cas, calculez la valeur correspondante de i2 que nous noterons λ.(0,25pt) - Comment appelle-t-on l’angle λ.

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