optique

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OPTIQUE
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La lumière
La lumière est un rayon qui se propage dans divers milieu, l’air, l’eau, ... Nous percevons des formes et des couleurs
grâce à elle.
La lumière permet aussi de transmettre des informations, prenons pour exemple le cas de transmission de données
par fibre optique.
Dans l’air, la lumière se déplace à la vitesse de 300 000km/s soit 3.108m/s, mais dans d’autres milieux cette
vitesse est modifiée selon les caractéristiques de ces derniers.
La réflexion
miroir
vous
Rayon émis
Rayon réfléchi
miroir
Personne 1
Rayon émis
Rayon réfléchi
Personne 2
Lorsque vous vous mettez face à un miroir,
votre image est réfléchie.
En fait la lumière émanant de votre personne
se reflète dans le miroir.
Lorsque deux personnes regardent le miroir, en étant
décalées par rapport à la normale à ce dernier, la première
personne voit le reflet de la seconde, quand à la seconde,
elle voit le reflet de la première.

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Ce phénomène s’explique par l’une des lois de Descartes.
Dans un même plan d’incidence (plan de votre feuille) un rayon incident SI percutant une surface réfléchissante
est retransmit en un rayon réfléchi IR.
On appelle i l’angle d’incidence et r l’angle de réflexion.
FORMULE : Loi de Descartes pour la réflexion
Dans le cas d’un miroir, le rayon incident est réfléchi en totalité, nous sommes dans le cas d’une réflexion totale.
La réfraction
Il peut arriver que le rayon incident ne soit pas réfléchi en totalité. Prenons l’exemple de l’eau. Deux personnages
sont impliqués dans cette explication : un poisson et vous.
Vous vous penchez au dessus d’un bac d’eau dans lequel vit un poisson, vous pouvez contempler le reflet de votre
visage, quant au poisson il peut vous voir et fuir. Cela signifie que le rayon incident provenant de votre visage est
réfléchi par l’eau mais aussi s’y propage.
N

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Le rayon se propagent dans l’eau est appelé rayon réfracté.
La surface séparant deux milieux est appelée dioptre.
Remarque : Un rayon réfracté n’est pas dans la prolongation du rayon incident.
On appelle :
i1 -> l’angle d’incidence
r -> l’angle de réflexion
i2 -> l’angle de réfraction
Dans le cadre de l’optique, les propriétés d’un milieu sont caractérisées par un indice que l’on notre n. Cet indice est
appelé indice de réfraction.
n1 : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
n2 : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
FORMULE : Loi de Descartes pour la réfraction
FORMULE :
l’indice de réfraction n est lié à la vitesse de la lumière et à la vitesse de propagation de cette dernière dans un
milieu particulier.

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Quelques indices de réfraction
Vide
n = 1
Air
n = 1
Eau
n = 1.33
Glace
n = 1.31
Verre ou plexiglas
n = 1.5
Diamant
n = 2.42
Exercice :
Calculez la vitesse de propagation de la lumière dans les milieux suivants : L’eau et le verre.
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Angle de réfraction limite
Il peut arriver qu’un rayon incident dans un milieu 1 ne soit pas réfracté dans un milieu 2. Cela peut arriver que
lorsque l’indice du milieu 2 est inférieur à l’indice du milieu 1 (n2 < n1).
L’angle de réfraction limite est noté iL, il s’agit de l’angle d’incidence limite à partir duquel la réfraction aura lieu.
Sur le schéma suivant indiquez le cas ou il n’y à pas réfraction.
Donnez l’expression de iL=f(n1, n2).
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Milieu 2
Milieu 1
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