Correction TP/TD6 : application de la réfraction : La lumière peut

Correction TP/TD6 : application de la réfraction :
La lumière peut-elle toujours traverser un milieu transparent ?
1) Expérience avec l’hémi cylindre
On reprend l’expérience de l’hémi cylindre en faisant pénétrer le faisceau de lumière dans le plexiglas par la
surface cylindrique (comme dans le TP5). Le faisceau incident est radial, c’est à dire selon un rayon du cylindre.
1) Expliquer pourquoi il n’est pas dévié en rentrant dans le plexiglas. Pour cela vous compléterez le schéma ci-
contre avec ce qui vous parait nécessaire.
Le rayon arrive suivant la normale, (ou arrive
perpendiculairement au plexiglass). Il n’est donc pas dévié.
(voir TP5)
Attention, le point d’incidence est dans cette expérience le
point A puisqu’on regarde le passage de l’air au plexiglass (et
pas du plexiglass à l’air)
2) On considère maintenant le passage du rayon du plexiglass à l’air.
Dessiner ci-contre le rayon qui arrive avec un angle
d’incidence de 60° au point I.
Faire l’expérience correspondante.
Qu’observez-vous ?
Le rayon ne ressort pas du plexiglass.
3) La formule de Descartes pour la réfraction appliquée à ce cas est : 1,5 x sin i = sin r
Calculer l’angle de réfraction pour i = 60°. Peut-on y parvenir ? Pourquoi ?
Je cherche r qui vérifie : sinr=1,5 ×sin 60°
La calculatrice m’indique une erreur. En effet, on cherche l’angle qui a un sinus égal à 1,3, ce qui est
impossible puisqu’un sinus est toujours inférieur à A.
Ceci traduit bien le fait que le rayon réfracté n’existe pas.
4) Conclure : la lumière peut-elle toujours traverser des milieux transparents ?
Il y a des cas où le rayon ne ressort pas du plexiglass, c’est comme si il y restait enfermé ; il ne peut donc
pas traverser le milieu. On avait vu cela aussi dans le TPn°4
5) Ce phénomène s’appelle « la réflexion totale ». Selon vous pourquoi ?
Le rayon réfracté n’existe pas toujours mais le rayon réfléchi existe toujours. Dans le cas, le rayon incident
ne fait que se réfléchir : c’est pour ça qu’on dit « réflexion totale »
/2
/1
/1
/1
/1
/2
Normale
en A
Normale

2) Applications de la réflexion totale :
1) Observer l’expérience au bureau et compléter le schéma suivant en faisant figurer précisément le trajet
du faisceau lumineux.
2) La fibre optique pour la télécommunication : aujourd’hui 95% des télécommunications passent par câble et
5% par satellites !
Par exemple, en 2011, le navire « René Descartes » a posé un tronçon de 2000 km entre entre Abidjan et
Sao Tomé
Regarder le film « Fibre optique » dans Général/_physique/seconde/2H
Quels sont les principaux avantages de la fibre optique pour la
communication ?
3) La fibre optique pour la médecine :
La fibroscopie est une technique de diagnostic médical qui utilise la propagation de la lumière.
Expliquer le principe de cet examen :
Quels sont les principaux avantages de la fibroscopie ?
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Normales