2nde Réflexion totale et application Santé Un rayon

2nde
Réflexion totale et application
Santé
Un rayon lumineux passant d’un milieu 1 dans un milieu 2 est-il toujours réfracté ?
On considère la situation suivante de réfraction limite schématisée ci-dessous.
L’indice de réfraction n1 du milieu 1 est supérieur à celui du milieu 2 : n1
› n2
Milieu 1
Indice n1
ilimite
r = 90°
Milieu 2
Indice n2
Situation de réfraction limite
Il existe un angle d’incidence limite noté ilimite au-delà duquel la lumière la lumière est totalement réfléchie.
Appliquons la loi de Snell-Descartes pour calculer la valeur de cet angle d’incidence limite i limite .
n1 x sin ilimite = n2 x sin r
D’où :
Or r = 90°

n1 x sin ilimite = n2  sin ilimite =
sin r = 1
n2
n1
Conclusion :
Pour observer une réflexion totale, il faut avoir simultanément :


› n2
i › ilimite
n1
i
› ilimite
Milieu 1
ilimite
i
Indice n1
Milieu 2
Indice n2
Situation de réflexion totale
Exemples de valeurs de l’angle limite de réfraction ilimite
Milieux
ilimite
Verre/Eau
n1 = 1.52
n2 = 1.33
sin ilimite =
n2 1,33
=
 ilimite = 61.0°
n1 1,52
Eau/Air
n1 = 1.33
n2 = 1.00
sin ilimite =
n2 1,00
=
 ilimite = 48.8°
n1 1,33
Réflexion totale et application
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Santé
Réflexion totale et application médicale
La fibre optique : Voir vidéoprojection
Les fibres optiques permettent de conduire la lumière sur de très grandes distances.
Une fibre optique est constituée de :
Partie externe de la fibre : Gaine
Indice n2
Partie interne de la fibre :
Cour de la fibre.
Indice n2
Les deux indices de réfraction n1 et n2 sont assez proches, avec n1 › n2.
L’angle d’incidence i sur la paroi de séparation des deux milieux doit être supérieur à l’angle limite de réfraction i lim :
i › ilim
Dans ces deux conditions, la lumière entrant dans la fibre subit des réflexions totales successives sur les parois
de séparation des deux milieux : la lumière est piégée dans le cœur de la fibre.
n2
n1
i
Fibres optiques
Application médicale : la fibroscopie
La fibroscopie est une technique de diagnostic médical qui utilise la propagation de la lumière dans des fibres optiques
Le fibroscope est un appareil utilisé pour explorer l’intérieur du corps. Une série de fibres optiques conduit la lumière
d’une lampe afin d’éclairer la zone à examiner. Une autre série de fibres optiques conduit la lumière issue de la zone
observée vers l’œil du médecin ou vers une caméra.
Fibroscope
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