Tp Physique La Réfraction De La Lumière Corrigé Definition
Rayon incident – Miroir – Transparent - Angle d'incidence – Normale - réfléchi - Angle de réfraction - Angle de réflexion - Surface de séparation – Dioptre – Lentille – Milieu n°1 – Air – Milieu n° 2 – Plexiglas – Rayon réfracté Titre du schéma: plusieurs sont possibles mais il en faut un. - Etude du passage de la lumière à travers la surface de séparation entre deux milieux (doc 5 p 203) - Etude de la réfraction de la lumière,.... Réalisez le dispositif expérimental prendrez garde à ne conserver qu'un faisceau lumineux très fin. Ce faisceau doit arriver au centre du demi-cylindre de plexiglas. Montage 1/ Où lisez vous l'angle d'incidence? L'angle d'incidence se lit dans l'air entre la normale et le rayon incident. 2/ Où lisez vous l'angle de réfraction? L'angle réfracté se lit entre la normale et le rayon réfracté. Il se lit dans le demi cylindre ou à la sortie du rayon réfracté dans l'air. En effet tout rayon passant par le centre du demi-cylindre sort perpendiculaire à la surface de forme arrondi et n'est donc pas dévié (cf le cas d'un angle d'incidence nul) Pour chaque valeur d'angle d'incidence demandé, vous mesurerez l'angle réfracté à 0, 5° près et compléterez le tableau suivant.
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5/ La modélisation par une droite de cet ensemble de point vous paraît-elle satisfaisante? Argumentez. Lorsque l'on trace la courbe, il est possible de modéliser celle-ci par une droite pour des angles d'incidence petits. Cependant, plus on s'éloigne de la Normale et moins cette modélisation est satisfaisante, en effet les points relevés ne suivent plus la même loi de proportionnalité observée au début. Il est impossible de modéliser cette courbe par une droite unique. 6/ J. Kepler (1571-1630) jugea devant une série de mesures telle que la vôtre que la loi r = k*i pouvait assez bien convenir pour des petits angles. Déterminez dans quel intervalle de i cette loi te semble valable. Cette loi est valable pour un angle d'incidence compris entre 0° et 30° 7/ Descartes (1596-1650) formula une relation de proportionnalité entre les grandeurs sin(i) et sin(r) valable pour tous les angles d'une série de mesures. Faites un tableau reprenant sin i et sin r. Tracez la courbe sin(r) en fonction de sin(i).
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la modélisation par une droite de cet ensemble vous paraît-elle satisfaisante? i (°) 0 sin (i) 0. 09 0. 17 0. 26 0. 34 0. 42 0. 5 0. 64 0. 77 0. 87 0. 94 r(°) 13. 5 35. 5 sin (r) 0. 06 0. 11 0. 23 0. 28 0. 33 0. 43 0. 51 0. 58 0. 63 Cette fois-ci, il est tout à fait possible de modéliser cette courbe par une droite moyenne. Quelle est la relation entre i et r, traduisant pour tous les couples d'angles, le meilleur accord avec l'expérience? sin (i) est proportionnel à sin (r) donc on peut écrire: sin(i) = k * sin(r) avec k coefficient de proportionnalité. Déterminez la pente (coefficient de proportionnalité) de la droite obtenue. Il faut choisir deux points appartenant à la droite moyenne. Le coefficient de proportionnalité est obtenu par la formule: k = (y 2 -y 1)/(x 2 -x 1). Soient le point M 1 (x 1;y 1)= (0;0) et le point M 2 (x 2;y 2) = (0. 77;0. 51), alors k = (0. 77-0)/(0. 51-0) = 1. 5 Comparer la valeur de la pente de la droite avec le rapport des indices de réfraction (indices entraînant des phénomènes optiques) des deux milieux considérés.
c. Tracer le graphique r = f(i). En observant la courbe obtenue, pouvez-vous conclure que l'angle d'incidence i et l'angle de réfraction r sont proportionnels, comme le propose Johannes Keppler? Pourquoi? d. Remplissez les lignes 3 et 4 du tableau ci-dessus en calculant sin i et sinr. e. Tracer le graphique sin r = f(sin i). En observant la courbe obtenue, pouvez-vous conclure que le sinus de l'angle de réfraction r est proportionnel au sinus de l'angle incidence i, comme le propose René Descartes? Pourquoi? Conclusion: Lequel des 2 savants avait raison?