NOM : ···························· PRÉNOM : ................. ..... CLASSE : ...... TP

T.P PHYSIQUE
SECONDE
ÉTUDE DE LA RÉFRACTION DE LA LUMIÈRE
PRÉNOM : ................. ..... CLASSE
FICHES CONSIGNES
NOM : ····························
: ......
TP P05
2007
1) DÉFINITIONS
Quand un rayon lumineux vient frapper la surface de
séparation entre deux milieux transparents de nature
différente Il se produit deux phénomènes
- une partie de la lumière est renvoyée dans le premier
milieu c’est le phénomène de la RÉFLEXION
- une autre partie traverse la surface de séparation en
changeant de direction c’est le phénomène de la
RÉFRACTION
René Descartes (1596 1650)
Philosophe, mathématicien, et
physicien français
Voir figure ci-contre
Nota Bene :
Les angles de ces rayons seront toujours mesurés à partir de normale à la surface passant
par le point d’incidence I
Milieu 1
Rayon
réfléchi
Surface de
séparation
(Dioptre)
Milieu 2
Rayon
réfracté
r
i2
i1
Rayon
incident
Point d’incidence I
Normale à la
surface
ANGLE D’INCIDENCE :
Angle que forment la normale et le rayon
incident noté i1
ANGLE DE RÉFLEXION : angle que
forment la normale et le rayon réfléchi
noté r
ANGLE DE RÉFRACTION : Angle que
forment la normale et le rayon Réfracté
noté i2
2) ACTIVITÉ 1
Donner les valeurs des angles d’incidence et angle de réfraction dans les quatre
situations données dans la fiche de compte rendu
3)
ÉTUDE DE LA RÉFRACTION DE LA LUMIÈRE.
a) Manipulation : mode opératoire
On étudie la relation entre l’angle
d’incidence (i1) et l’angle de réfraction
(i2) angle entre la normale à la surface et
le rayon réfracté.
¾ Disposer le disque en Plexiglas
comme sur la figure ci-contre.
(veiller à bien centrer le disque afin
que le rayon incident frappe la face
plane en son milieu)
¾ En faisant tourner le disque noter les
valeurs de l’angle de réfraction i2 en
fonction de l’angle i1.
¾ Compléter le tableau indiquant vos mesures sur la fiche compte rendu.
b) Exploitation des mesure : Relation de Snell-Descartes.
¾ Représenter sur papier millimétré sur la fiche compte rendu, sin (i1) = f(sin (i2)). sin
(i1) en ordonnées et sin (i2) en abscisses.
¾ Répondre aux questions de la fiche compte
rendu se rapportant à la courbe construite
3.1) PROPAGATION INVERSE DE LA LUMIÈRE.
a) Manipulation : mode opératoire
Disposer le demi-disque de Plexiglas
comme indiqué sur la figure ci-contre.
¾ Quel est le milieu incident dans lequel se
propage la lumière ?
¾ Compléter alors le tableau II de la fiche
compte rendu et le en comparant à l’expérience précédente.
¾
b) Exploitation des mesures.
¾ Réponde aux questions de la fiche compte rendu
T.P PHYSIQUE
SECONDE
NOM :
ÉTUDE DE LA RÉFRACTION DE LA LUMIÈRE
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FICHE COMPTE RENDU
TP P05
: ......
2007
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A ) SAVOIR REPÉRER LES ANGLES
Donner les angles d’incidence i1 et de réfraction i2 dans les quatre situations ci contre
Situation a)
i1 = .....................................................................
i2= .....................................................................
Situation d)
i1 = .....................................................................
i2= .....................................................................
Situation c)
i1 = .....................................................................
i2= .....................................................................
Situation b)
i1 = .....................................................................
i2= .....................................................................
B) ETUDE DE LA RÉFRACTION
a) Tableau de mesures I et de calculs
Angle
d’incidence i1(°)
Angle de
réfraction i2 (°)
0
3
6
9
12
15
18
21
30
40
50
60
70
80
90
Sin (i1)
Sin (i2)
b) Exploitation des résultats : Construction du graphe : sin(i1) = f(sin(i2)
Étude de la réfraction
c) Questions
sin(i )
Sin(i1) = f(sini2)
1
1/ Caractériser la position des points
obtenus ?
.....................................................................
.....................................................................
.....................................................................
2/ Quelle type de relation
mathématique existe-t-il entre sin (i1)
et sin (i2) ?
.....................................................................
.....................................................................
.....................................................................
.....................................................................
0,1
0,1
Sin(i2)
3/ déterminer la valeur du coefficient directeur de la droite obtenu
Méthode :
- choisir deux points A et B sur la droite les plus éloignés possibles
- relever les coordonnées (yA;xA ) et ( yB;xB)
- le coefficient directeur k de la droite est donné par le rapport
k=
yB–yA
xB–xA
(veiller à respecter l’ordre des termes)
Application
Coordonnées des points A et B choisis (yA;xA ) =……………… ( yB;xB) = ...........................................
Coefficient directeur k= .........................................................................................................................
................................................................................................................................................................
4/ Écrire l’équation de la droite .............................................................................................................
C) PROPAGATION INVERSE DE LA LUMIÈRE
a) Tableau de mesures II
Angle
d’incidence (i1)
Angle de
réfraction (i2)
0°
30°
40°
50°
60
d) Exploitation des résultats
1/ Que constate-ton en comparant ces valeurs à celles trouvées précédemment ?
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
2/ Obtient on toujours un rayon réfracté,
....................................................................................................................................................................
3/Le sens de propagation de la lumière joue-t-il un rôle sur le trajet suivi par celle-ci au
cours de la réfraction sur un dioptre?
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
4/ Pourquoi n’observe-t-on pas de réfraction lorsque le rayon lumineux rencontre la
surface courbe du demi-disque ?...........................................................................................................
....................................................................................................................................................................
D )EXERCICE : RÉFRACTION.
a) Sur le schéma ci-contre indiquer i1 et i2 les rayons incident et réfracté.
b) donner les valeurs de i1 et i2
i1 =………………………………
i2 = ....................................
c) Écrire la relation mathématique reliant sin(i1) et sin(i2)
.........................................................................................................
d) En déduire la valeur du coefficient de proportionnalité k
entre sin(i1) et sin(i2).....................................................................
.........................................................................................................