n1.sin i1 = n2 .sin i2

EXERCICE 1 Réfraction(7.5 pts)
1- Schéma d’une réfraction Compléter les annotations du schéma puis rajouter sur ce
schéma l’angle d’incidence i1 et l’angle de réfraction i2
Milieu n° 1
Milieu n° 2
i2
i1
Rayon réfracté
dioptre
Rayon incident
2- Loi de DESCARTES
Soit la loi de DESCARTES : n1.sin i1 = n2 .sin i2
En déduire l’expression littérale des grandeurs suivantes :
n1 = n2 sin i2
sin i1
n2 = n1 sin i1
sin i2
sin i1 = n2 sin i2
n1
sin i2 = n1 sin i1
n2
3- Calculs
a- Supposons que le premier milieu est de l’air d’indice 1, que l’angle de réfraction i2 est de
30° et que le milieu 2 soit du verre d’indice 1.5 . Calculer l’angle d’incidence i1
sin i1 = n2 sin i2
n1
= 1.5 x sin(30) = 0.75
1
i1 = 48.6 °
b- Toujours pour une réfraction de l’air vers le verre quel est l’angle de réfraction pour un
angle d’incidence de 45°
sin i2 = n1 sin i1 = 1 x sin(45)
n2
1.5
= 0.47
i1 = 28.1 °
EXERCICE 2 : Couleur et lumière blanche(3.5 pts)
Compléter les annotations du schéma suivant
Rouge
Vert
Prisme
Bleu
Dans cette expérience la lumière blanche subit-elle une réfraction ?
Une dispersion ? vrai - faux Une diffusion ?
vrai - faux
vrai - faux
Indiquer en nm les limites du spectre visible et indiquer les zones de longueur d’onde pour
le Rouge, le Vert et le Bleu
400 nm
Bleu
500 nm
Vert
600 nm
rouge
700 nm
Choisir les bonnes réponses. Un prisme décompose la lumière blanche car
Uniquement parce que le prisme a un indice de réfraction différent de celui de l’air :
vrai - faux
Parce que la vitesse de la lumière dans le verre varie avec la longueur d’onde :
vrai - faux
Parce que l’indice de réfraction du prisme varie en fonction de la longueur d’onde
vrai - faux
Parce que le prisme diffuse la lumière blanche
vrai - faux
EXERCICE 3 : Mirages
de combien varie l’indice de réfraction de l’air quand la température augmente de 30°C
pour une même altitude
1.00026- 1.000232 = 2.8 x 10-5 Baisse d’indice
quand l’altitude augmente de 2000m pour une même température
1.00026- 1.000222 = 3.8 x 10-5
Baisse d’indice
quand l’altitude augmente de 1000m et la température baisse de 20°C
Aucun changement
2- Choisir les bonnes réponses Un mirage est causé par :
Les variations d’indice de réfraction de l’air
La dispersion de la lumière
La réflexion de la lumière
Une illusion d’optique
La déviation de rayons lumineux
3- Quand l’air est plus chaud en altitude qu’au sol on peut observer :
Un mirage supérieur – une parhélie- un mirage inférieur – un arc-en-ciel
4- L'effet Novaya Zemlya
Quel phénomène physique subit la lumière aux point A
B et C :
Réflexion – dispersion - réfraction - diffusion.
C
L’atmosphère se comporte alors
comme :
Un prisme – une fibre optique
B
A
C’est un mirage :
Supérieur
- inférieur
– les 2 à la fois