AE 2.2.DISPERSION DE LA LUMIERE PAR UN PRISME

AE 2.2.DISPERSION DE LA LUMIERE PAR UN PRISME
Objectifs :
Illustrer expérimentalement et distinguer différents phénomènes associés à la déviation d’un
faisceau lumineux ; indiquer les applications associées.
ACTIVITE A
1.Dispersion de la lumière par un prisme
Ouvrir le logiciel OPTIKOS → Décomposition lumière →Dispersion de la lumière.
Régler les paramètres suivants :
i°=0 ; A=60°; affichage normale au plan d’incidence; spectre continu.
1.1.
Qu’est-ce qui se passe avec le faisceau incident qui arrive à la surface du prisme ?
1.2.
Donner à l’angle i la valeur 29 °. Notez vos observations dans un tableau.
Observer ce qui se passe pour i = 30°, 31°, 60° et 90°.
1.3. Conclure.
2.Spectre de lumière
1. Quelles sont les couleurs qui rentrent dans la composition de la lumière blanche ?
2. Click sur chaque couleur et note les longueurs d’onde correspondantes.
3. Arc-en-ciel
3.1. Quelle est l’influence d’hauteur du Soleil sur la forme de l’arc-en-ciel ?
3.2. Donner une explication sur les conditions nécessaires pour la formation de l’arc-en-ciel.
4.Application :
On considère un rayon de lumière blanche qui pénètre à
travers un prisme de verre.
4.1. Démontrer à l’aide de la seconde loi de Descartes que le
rayon n’est pas dévié lorsqu’il pénètre dans le prisme.
4.2. Qu’observe- t-on sur un écran placé en sortie du prisme ? Quel est l’effet du prisme sur la
lumière blanche ?
4.3. On place entre le rayon de lumière blanche et le prisme un filtre rouge. Qu’observe-t-on alors sur
l’écran ?
L’indice de réfraction de la radiation rouge qui traverse le prisme de verre est nv = 1,5.
Son angle d’incidence sur le dioptre verre-air au point A’ est i2 = 30°.
4.4. Déterminer l’angle de réfraction i3 en sortie du prisme pour cette radiation.
On produit maintenant un rayon lumineux de couleur bleu qui traverse le prisme et en sort avec un
angle de réfraction i4 = 53°.
4.5. Déterminer son indice de réfraction nv (B) dans le prisme.
4.6. Tracez sur le schéma le chemin des rayons lumineux rouge et bleu. Dessiner la normale à la
surface verre- air et les angles de réfraction i3 et i4.
ACTIVITE B. ABERRATIONS OPTIQUES
1. Proposer un protocole expérimental permettant l’étude des aberrations optiques en utilisant la
documentation mise à votre disposition.
2. Réaliser les montages en utilisant le banc optique.
3. Présenter vos observations (dessins et schémas).
4. Formuler une conclusion sur les aberrations optiques.