Expériences d`optique

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Optique

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Niveau : 10
Durée 1h
Prérequis : Circuit et courant électrique (tension, intensité)
objectif s mesurer des intensités de courant avec un ampèremètre. Ecrire le résultat
des mesures sur un schéma :
matériels
Mots clés :
Déroulement:
Réflexion
Avant propos : dans cette leçon, il y a trois possiblités d’expérience
Niveau : 10 ou 12
Durée
Prérequis : - la propagation rectiligne de la lumière
- la lumiére se propage de la source vers l’œil
Objectifs : - rayon incident
- rayon réfléchi
- angle d’incidence
- angle de réflexion
-loi de la réflexion
Méthode : .
matériels : - un miroir plan
- Un rapporteur
- la source de lumière peut être
a Une lanterne avec un condenseur et une fente
b Une simple LED alimentée par 2 piles
c Un simple objet quelconque et des épingles
Dans le cas b) ou c) on se sert de polystyrène comme support
Mots clés : Source lumineuse, rayon incident, rayon réfléchi, angle d’incidence, angle
réfléchi, normale, lanterne, objet, image, LED, polystyrène
Déroulement:
Expérience :
Le professeur choisit une des trois expériences suivantes
1° expérience :
L’élève trace le rayon avec le crayon sur la
feuille de papier
2° expérience :
Si au lycée, il n’y a pas de lanterne, on peut
faire cette expérience :
Un élève du groupe cherche à voir la LED
dans la paille, puis trace les rayons au crayon
sur le papier. D’abord le rayon OI puis SI
miroir
miroir
paille
LED
2 piles
polystyrène
papier
0
I
S

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polystyrène
papier
3° expérience :
L’élève cherche à voir les épingles ali-
gnées. Quand c’est fait, il trace le rayon
passant par toutes les épingles. Ensuite il
retire la feuille de papier.
épingles
Guide pour la 1° expérience (utilisation d’une lanterne)
Objectif mesurer l’angle d’incidence et l’angle réfléchi
Matériels : Lanterne, feuille de papier, miroir, rapporteur, règle
Activités: - projeter la lumière à partir de la lanterne sur le miroir perpendiculaire-
ment à la feuille.
- Tracer la normale au miroir au point incident I
- mesurer l’angle i = SIN et r = NIR
on peut faire varier l’angle incident et chercher à mesurer l’angle réfléchi
comparer les angles i et r .
i
r
Guide pour la 2° expérience (utilisation d’une LED comme source)
Objectif mesurer l’angle d’incidence et l’angle réfléchi
Matériels : une LED (diode électroluminescente), une résistance de 50 W , 2 piles, une
paille, un miroir plan, un support en polystyrène, des épingles, une feuille
de papier, un rapporteur, une règle.
Activités: Après avoir vu la lumière dans la paille, nous repérons les deux bouts de la
paille avec un crayon sur la feuille. Nous retirons la paille et nous joignons
les deux points repérés précédemment, puis nous prolongeons jusqu‘au mi-
roir en I.
Nous joignons I jusqu’à la source S
Nous traçons la normale IN perpendiculaire au plan du miroir
Nous mesurons les angles i et r .
comparer les angles i et r.
i
r

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Guide pour la 3° expérience (utilisation d‘épingles)
Mettez une feuille de papier sur le polystyrène, ensuite, mettez un miroir plan per-
pendiculaire au plan du polystyrène. Mettez une épingle devant le miroir. Mettez l’œil en
un point tel qu’on puisse voir l’épingle dans le miroir. Placez la 2° épingle contre le mi-
roir dans la direction œil-image de la première épingle et la troisième près de l’œil de
telle façon que l’épingle qu’on voit dans le miroir, la deuxième et la troisième soient ali-
gnées.
Tracez le rayon passant par la première et la deuxième épingle et le rayon passant
par la troisième et deuxième épingle.
Retirez la feuille de papier.
Tracer la normale au plan du miroir passant par la deuxième épingle
Mesurer les angles i et r
comparer les angles i et r .
i
r
Activités du professeur Activités des élèves
Le professeur écrit les questions suivan-
tes sur le tableau (ou sur des feuilles) :
-1-Mettez les points sur la feuille de pa-
pier : S pour la source, I et I’ les points
où les rayons touchent le miroir. R et
R’ pour l’œil.
-2- tracer les perpendiculaires IN et I’N’
au miroir
-3-Mesurez les angles SIN, NIR et SI’N’,
N’I’R’ et comparez les deux angles (on
néglige les erreurs)
-4-Mettez le sens de propagation de la lu-
mière
Quelque soit l’expérience choisie par le
professeur, l’élève a obtenu ce résultat sur
le papier :
S
I
I’
N
N’
R
R’
SIN = NIR et SI’N’ = N’I’R’