Chapitre 9 – Réfraction, réflexion
micromiroirs
rayon émergent
vers l’objectif
(PS)
(PE)
I
J
I
J
K
i
i
u i
u a
b
g
d
Figure 9.28
1. Calculer l’angle limite pour lequel il y a réflexion totale dans le cas d’une interface
verre(n = 1, 5)-air(n = 1).
2. a) Déterminer la valeur de l’angle d’arrivée u a du faisceau sur la face (JK) pour que le
rayon soit réfléchi par les miroirs selon l’axe optique.
b) Exprimer u a en fonction des angles i et b seuls.
c) Quelle est la condition sur i pour que le faisceau incident se réfléchisse bien sur la face
(IK) ? Quelle valeur limite b 1 de b en déduit-on ?
d) Quelle est l’autre valeur limite b 2 de b permettant que le faisceau réfléchi sur les miroirs
traverse bien l’interface (IK) ?
e) On choisit d’imposer i = 45
◦ , calculer b et d.
2.
Réfractomètre de Pulfrich et d’Abbe
Un réfractomètre est un dispositif permettant de mesurer les indices de matériau solide ou
liquide.
On considère un prisme d’angle au sommet A et d’indice n. L’une des faces est placée horizontalement et on pose sur cette face un matériau d’indice N. On suppose que le contact est
parfait au sens où l’interface est plane et où il n’y a pas d’air entre le prisme et le matériau.
1. Lorsqu’un rayon lumineux passe d’un milieu d’indice n 1 à un milieu d’indice n 2 < n 1 , à
quelle condition sur l’angle d’incidence i 1 obtient-on un rayon réfracté ?
2. Donner les conditions nécessaires pour observer le phénomène de réflexion totale.
3. Représenter le dispositif et tracer le chemin suivi par un rayon lumineux arrivant à l’interface entre le matériau et le prisme avec un angle d’incidence i. On note r l’angle de réfraction
s’il existe, b l’angle d’incidence à la surface entre le prisme et l’air et a l’angle de réfraction
correspondant s’il existe.
4. La direction de la surface d’entrée (entre l’air et le matériau) du dispositif a-t-elle une
importance ? On se demandera si tous les rayons peuvent entrer dans le dispositif.
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micromiroirs
rayon émergent
vers l’objectif
(PS)
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I
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J
K
i
i
u i
u a
b
g
d
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1. Calculer l’angle limite pour lequel il y a réflexion totale dans le cas d’une interface
verre(n = 1, 5)-air(n = 1).
2. a) Déterminer la valeur de l’angle d’arrivée u a du faisceau sur la face (JK) pour que le
rayon soit réfléchi par les miroirs selon l’axe optique.
b) Exprimer u a en fonction des angles i et b seuls.
c) Quelle est la condition sur i pour que le faisceau incident se réfléchisse bien sur la face
(IK) ? Quelle valeur limite b 1 de b en déduit-on ?
d) Quelle est l’autre valeur limite b 2 de b permettant que le faisceau réfléchi sur les miroirs
traverse bien l’interface (IK) ?
e) On choisit d’imposer i = 45
◦ , calculer b et d.
2.
Réfractomètre de Pulfrich et d’Abbe
Un réfractomètre est un dispositif permettant de mesurer les indices de matériau solide ou
liquide.
On considère un prisme d’angle au sommet A et d’indice n. L’une des faces est placée horizontalement et on pose sur cette face un matériau d’indice N. On suppose que le contact est
parfait au sens où l’interface est plane et où il n’y a pas d’air entre le prisme et le matériau.
1. Lorsqu’un rayon lumineux passe d’un milieu d’indice n 1 à un milieu d’indice n 2 < n 1 , à
quelle condition sur l’angle d’incidence i 1 obtient-on un rayon réfracté ?
2. Donner les conditions nécessaires pour observer le phénomène de réflexion totale.
3. Représenter le dispositif et tracer le chemin suivi par un rayon lumineux arrivant à l’interface entre le matériau et le prisme avec un angle d’incidence i. On note r l’angle de réfraction
s’il existe, b l’angle d’incidence à la surface entre le prisme et l’air et a l’angle de réfraction
correspondant s’il existe.
4. La direction de la surface d’entrée (entre l’air et le matériau) du dispositif a-t-elle une
importance ? On se demandera si tous les rayons peuvent entrer dans le dispositif.
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