Correction

2°10
PHYSIQUE
PREMIERE PARTIE : « L’UNIVERS »
2014 / 2015
CORRECTION DU TP SUR LE CHAPITRE 3 « QUELS PHENOMENES SE PRODUISENT QUAND LA LUMIERE TRAVERSE L’UNIVERS ? »
A LA RECHERCHE D’UNE LOI MATHEMATIQUE SUR LA REFRACTION
Q1)
REALISER.
i1 (degrés)
0
5
10
20
30
40
50
60
70
i2 (degrés)
0
3,5
7
13
19
25
31
35
39
Q2) & Q3) VALIDER ET COMMUNIQUER.
 CLAUDE PTOLEMEE :
 " … Il a observé que les rayons perpendiculaires à la surface de séparation ne sont pas réfractés …" ;
 Ce savant a RAISON car lorsque i1 = 0 alors i2 = 0.
 ROBERT GROSSETETE :
 " … l’angle d’incidence i1 est égal au double de l’angle de réfraction i2, ce qui se traduit par i1 = 2  i2 …" ;
 On voit aisément que jamais l’angle de réfraction i 2 n’est jamais égal à la moitié de l’angle d’incidence i1 ;
 La loi mathématique proposée ici est donc FAUSSE.
 JOHANNES KEPLER :
 "… les angles d’incidence i1 et de réfraction i2 sont proportionnels tant que l’angle d’incidence i1 reste relativement faible, ce qui
se traduit par i1 = k  i2 où k est une constante …" ;
 Pour savoir si la loi mathématique est vraie, il suffit de montrer si oui ou non le quotient k 
i1
est constant ;
i2
i1 (degrés)
0
5
10
20
30
40
50
60
70
i2 (degrés)
0
3,5
7
13
19
25
31
35
39
k
---
1,42
1,43
1,53
1,57
1,60
1,61
1,71
1,79
 Effectivement, pour un angle d’incidence i1 inférieur à 30°, les angles d’incidence i1 et de réfraction i2 sont proportionnels avec
i1  1,5  i2 dans le cas d’un passage de la lumière de l’air dans le plexiglas ;
 La loi mathématique proposée ici est donc VRAIE MAIS AVEC SES RESTRICTIONS.
 RENE DESCARTES :
 "… ce sont les sinus des angles d’incidence i1 et de réfraction i2 qui sont liés par une relation de proportionnalité, ce qui se
traduit par sin (i1) = k  sin (i2) où k est une constante ..." ;
 Pour savoir si la loi mathématique est vraie, il suffit de montrer si oui ou non le quotient k 
sin (i1 )
est constant. ;
sin (i2 )
i1 (degrés)
0
5
10
20
30
40
50
60
70
i2 (degrés)
0
3,5
7
13
19
25
31
35
39
k
---
1,42
1,42
1,52
1,53
1,52
1,49
1,51
1,49
 Le quotient k 
sin (i1 )
est constant, la loi mathématique proposée ici est donc VRAIE ;
sin (i2 )
 Par ailleurs, pour montrer que la loi mathématique est vraie, il est possible de tracer sin (i1) en fonction de sin (i2). La
représentation graphique obtenue est une droite linéaire dont le coefficient directeur est k (k = 1,5 dans le cas d’un passage de
la lumière de l’air dans le plexiglas), ce qui prouve la proportionnalité entre sin (i1) en fonction de sin (i2)
 Conclusion générale : C’est donc RENE DESCARTES qui a proposé une loi mathématique la plus complète en accord avec le
phénomène de réfraction et ce, sans aucune restriction.
*****