NOM:
Prénom :
Devoir à la maison
Classe: 2nde
Exercice n°1 : La réfraction (12 points)
Un rayon de lumière rouge (en noir sur le schéma) issu d'une source laser et se propageant dans l'air, arrive sur la face plane
d'un demi-cylindre de plexiglas.
1. Répondre à l'aide du schéma ci-dessous
air
plexiglas
1.1.
Comment se nomme le rayon noté 1 ?
1.2.
Comment se nomme le rayon noté 2 ?
1.3.
1.4.
Indiquer sur le schéma, par un trait vert, la ligne (ou surface)
de séparation entre l'air et le plexiglas.
Indiquer, par un trait bleu, sur le schéma la normale à la ligne
(ou surface) de séparation
LASER
10 20 30
40
50
10 00
90 80
70
60
80
50
40 30 20
10
00 10 20
1.5.
Repérer sur le schéma l'angle d'incidence noté i₁. Donner sa
valeur ii au degré près : i₁ = .
1.6.
Repérer sur le schéma l'angle de réfraction noté i2. Donner sa
valeur iz au degré près : i₂ =
2. Indice de réfraction
3
air
plexiglass
2
0 0 09 09 04 08 06 08 04 09 OS or OE
L'indice de réfraction d'un milieu transparent dépend de la vitesse dans le milieu selon la relation.
Données : vitesse de la lumière dans le vide ou dans l'air : c = 3,00 x 108 m.s-1
Si l'indice du milieu est milieu =1,33, sachant que nmilieu = C / Vmilieu quelle est la vitesse Vmilieu de la lumière dans ce milieu ?
3. la loi de Snell-Descartes.
3.1.
Cocher la relation mathématique correspondant à l'expression de la loi de Descartes dans ce cas de figure.
nair x sin(54°) = nplexi x sin(67°)
nair x sin(36°)= nplexi x sin(23°)
nair x sin(67°) = nplexi x sin(54°)
Déterminer l'indice de réfraction nplexi du plexiglas. Détailler votre calcul.
3.2.
nair x sin(23°) = nplexi x sin(36°)
On fait maintenant tourner le disque gradué de façon à ce que le rayon arrive sur la face plane du demi-cylindre avec un
angle d'incidence de i₁ = 54°.
3.3.
Utiliser la loi de Descartes pour calculer l'angle de réfraction i2 (à 1° près). Détailler votre raisonnement et vos
calculs. (Si vous n'avez pas la valeur de l'indice de réfraction nplexi du plexiglas, prendre nplexi = 1,50).
Exercice n°2: L'arc-en-ciel (5 points)
La réfraction de la lumière blanche provenant du soleil par les gouttes de pluie est à l'origine des arcs-en-ciel.
L'indice de l'eau constituant les gouttes de pluie dépend de la longueur d'onde des radiations, selon la relation:
n(eau) = no + B/λ² avec no = 1,320 et B = 2,376.10-15 m²
Tous les résultats seront donnés avec 4 chiffres significatifs. n(air) = 1,000
1. Calculer l'indice de l'eau nR pour une radiation rouge de longueur d'onde A₁ = 750,0 nm et l'indice de l'eau nv pour une
radiation violette de longueur d'onde A2 = 420,0 nm. (attention aux unités, 1 nm= 10-9 m)
2. Un rayon lumineux provenant du soleil pénètre, en A, dans une goutte d'eau avec un angle d'incidence i₁ = 50,00° et se
réfracte dans la goutte d'eau sous un angle i2R pour la radiation rouge et izv pour la radiation violette. Calculer i2R et izv.
3. Comment s'appelle ce phénomène ?


Pouvez vous m’aider svp? Je dois rendre ça avant les vacances de carnaval