©Hachette Livre, H-Prépa Exercices et problèmes, Physique, MPSI-PCSI-PTSI
La photocopie non autorisée est un délit.
Détection d’une faible torsion
Sur un dispositif susceptible de tourner d’un petit angle a
autour de l’axe vertical D, on a fixé un petit miroir plan.
Un faisceau laser est réfléchi sur le miroir et forme une
tache sur l’écran d’observation à distance L.
Cette tache a un diamètre de 5 mm.
Quel est l’ordre de grandeur des angles de rotation détectables à l’aide de ce système ? Si la tache se déplace de
5cm, quel est l’angle de rotation mesuré ?
Incidence de Brewster
On considère l’interface air (indice n a = 1) – eau (indice
n = 1,33).
Pour quel angle d’incidence i 1B le rayon réfléchi est-il
perpendiculaire au rayon réfracté ?
Que voit l’œil ?
Un œil regarde une lampe à travers un cylindre dont les
parois internes sont réfléchissantes. Les bases du cylindre
de rayon r et de hauteur sont percées de deux petits
trous.
Que voit l’œil ?
l
r
A
S
()
lampe
3
2
L = 4 m
laser
écran
a
D
1
Émergence rasante
Le plan de figure est le plan d’incidence.
Le rayon arrive à l’incidence a = 40°, et émerge en rasant
la face adjacente.
1 • Quel est l’indice du cube de verre ?
2 • Que se passe-t-il pour a 40° et pour a 40° ?
Décalage par une lame à faces
parallèles
Pourquoi le rayon lumineux sera-t-il «décalé » par la lame
de verre ? Quel est ce décalage si e = 3cm, pour un indice n = 1,5, l’incidence étant fixée à 50° ?
Éclairage d’une fontaine
Une fontaine est éclairée par un projecteur, orienté verticalement et encastré dans son fond.
Le fond du bassin est-il éclairé ? Pourquoi?Définir une
zone de pénombre au fond du bassin, et préciser sa dimension. Peut-on voir le luminaire du bord du bassin ?
6
n
e
i
5
a
n
4
127
Exercices
Conseil
Faire un schéma pour déterminer la direction du
rayon réfléchi.
Conseil
Faire un schéma dans le plan d’incidence.
Conseil
Quels sont les trajets possibles menant d’un trou à
l’autre ?
Conseil
Une émergence rasante correspond à la limite de
réflexion totale…
Conseil
Faire la construction du trajet de retour et repérer les
angles pertinents.
La photocopie non autorisée est un délit.
Détection d’une faible torsion
Sur un dispositif susceptible de tourner d’un petit angle a
autour de l’axe vertical D, on a fixé un petit miroir plan.
Un faisceau laser est réfléchi sur le miroir et forme une
tache sur l’écran d’observation à distance L.
Cette tache a un diamètre de 5 mm.
Quel est l’ordre de grandeur des angles de rotation détectables à l’aide de ce système ? Si la tache se déplace de
5cm, quel est l’angle de rotation mesuré ?
Incidence de Brewster
On considère l’interface air (indice n a = 1) – eau (indice
n = 1,33).
Pour quel angle d’incidence i 1B le rayon réfléchi est-il
perpendiculaire au rayon réfracté ?
Que voit l’œil ?
Un œil regarde une lampe à travers un cylindre dont les
parois internes sont réfléchissantes. Les bases du cylindre
de rayon r et de hauteur sont percées de deux petits
trous.
Que voit l’œil ?
l
r
A
S
()
lampe
3
2
L = 4 m
laser
écran
a
D
1
Émergence rasante
Le plan de figure est le plan d’incidence.
Le rayon arrive à l’incidence a = 40°, et émerge en rasant
la face adjacente.
1 • Quel est l’indice du cube de verre ?
2 • Que se passe-t-il pour a 40° et pour a 40° ?
Décalage par une lame à faces
parallèles
Pourquoi le rayon lumineux sera-t-il «décalé » par la lame
de verre ? Quel est ce décalage si e = 3cm, pour un indice n = 1,5, l’incidence étant fixée à 50° ?
Éclairage d’une fontaine
Une fontaine est éclairée par un projecteur, orienté verticalement et encastré dans son fond.
Le fond du bassin est-il éclairé ? Pourquoi?Définir une
zone de pénombre au fond du bassin, et préciser sa dimension. Peut-on voir le luminaire du bord du bassin ?
6
n
e
i
5
a
n
4
127
Exercices
Conseil
Faire un schéma pour déterminer la direction du
rayon réfléchi.
Conseil
Faire un schéma dans le plan d’incidence.
Conseil
Quels sont les trajets possibles menant d’un trou à
l’autre ?
Conseil
Une émergence rasante correspond à la limite de
réflexion totale…
Conseil
Faire la construction du trajet de retour et repérer les
angles pertinents.