Laboratoire d’optique : réflexion et réfraction

Pages: 5 (1065 mots) Publié le: 17 avril 2011
Laboratoire d’optique : Réflexion et réfraction
1) But de l’expérience
Étudier la réflexion et la réfraction d’un faisceau lumineux lors de son passage entre l’air et le plexiglas. (Vérifier si la théorie est en accord avec l’expérience et mesurer l’indice de réfraction du plexiglas ηplexiglas)
2) Rappel théorique
Selon la Théorie ondulatoire, la lumière est une onde, c’est-à-dire « undéplacement d’énergie dans la matière sans déplacement de la matière ». Nous pouvons voir des objets pour plusieurs raisons : soit parce qu’ils émettent de la lumière, soit parce qu’ils la reflètent. Cette lumière est sous forme de rayons.
Loi de la réflexion
Soit une surface plane. Est appelée « normale » un axe perpendiculaire à cette surface. Le rayon incident (qui arrive) à un angle d1 par rapportà la normale. Cet angle est le même que d2, l’angle du rayon réfléchit (qui part).
L’angle d’incidence (d1) = L’angle de réflexion (d2)
Loi de la réfraction
Lorsqu’un rayon lumineux se propageant dans un milieu transparent rencontre un second milieu, ce rayon est réfléchit et réfracté. Le rayon réfracté « continue » dans le second milieu mais peut être dévié. La capacité d’un matériau à dévierles rayons est appelée réfringence. Cette réfringence est indiquée par l’indice de réfraction. La surface qui sépare les milieux est appelée dioptre. Loi utiles :
Indice de réfraction du milieu (

C = vitesse de la lumière dans le vide
Vmilieu = vitesse de la lumière dans le milieu

2nde loi de Descartes

nx = indice de réfraction, l’indice x étant le milieu (1e ou 2e)
α1 =angle d’incidence ; α2 = angle de réfraction

3) Schéma et liste de matériel

Matériel : feuille A4, demi-cercle en plexiglas, source lumineuse (lampe avec filtre), règle.
Nous avons séparé la feuille A4 par la largeur et par la longueur avec un trait. Nous avons ensuite placé un demi-cercle de plexiglas au centre (voir schéma). A l’aide d’une source lumineuse, nous avons visé le centré dudioptre depuis une position aléatoire dans la partie en haut à gauche de la feuille (voir schéma). Nous avons marqué les rayons incident, réfléchit et réfracté à l’aide de croix. Nous avons répété l’opération dix fois pour avoir trois fois dix rayons.
4) Réponse aux questions
Question du point b) : le faisceau doit être dirigé vers le centre du dioptre (ici : de la feuille) pour que l’étude dupassage air-plexiglas soit aisée, car la forme incurvée du demi-cercle, qui est ici le deuxième dioptre, ne dévie pas une deuxième fois le rayon.
Question du point c) : dans cette situation, tous les angles valent 0°.
Question du point d) : le rayon réfracté arrive à 4.2 cm du bord de la feuille.
Les réponses aux questions h) et i) sont dans l’analyse.
5) Tableaux des mesures et graphiqueFaisceau incident Faisceau réfléchi Faisceau réfracté
i X Y α = arctan(Y/X) X' Y' α' = arctan(Y'/X') X'' Y'' α'' = arctan(Y''/X'') sin α sin α'' sin α / sin α''
[cm] [cm] [°] [cm] [cm] [°] [cm] [cm] [°] [-] [-] [-]

1 4.7 10.5 65.89 4.8 10.5 65.43 13.5 10.5 37.87 0.9128 0.6138 1.4871
2 6.9 10.5 56.69 7.2 10.5 55.56 14.8 10.1 34.31 0.8357 0.5636 1.4828
3 9.2 10.5 48.78 9.3 10.5 48.47 14.88.6 30.16 0.7522 0.5024 1.4972
4 11 10.5 43.67 11 10.5 43.67 14.8 7.8 27.79 0.6905 0.4662 1.4811
5 12.9 10.5 39.14 13 10.5 38.93 14.8 6.9 25 0.6312 0.4226 1.4936
6 14.8 10.5 35.35 14.8 10.5 35.35 14.8 6.2 22.73 0.5786 0.3863 1.4978
7 14.8 8.6 30.16 14.8 7.9 28.09 14.8 5.3 19.7 0.5024 0.337 1.4908
8 14.8 6.6 24.03 14.8 6.4 23.39 14.8 4.2 15.84 0.4072 0.2729 1.4921
9 14.8 4.7 17.62 14.8 4.516.91 14.8 3 11.5 0.3027 0.1993 1.5188
10 14.8 2.1 8.08 14.8 2 7.7 14.8 1.4 5.4 0.1406 0.0941 1.4942




6) Analyse
Question du point h) : selon la théorie, la pente de la courbe du graphique de α en fonction de α’ correspond à 1. En effet, l’angle du rayon incident étant le même que l’angle du rayon réfléchit, si l’on divise l’un par l’autre, on obtient 1. Notre résultat confirme la...
Lire le document complet

Veuillez vous inscrire pour avoir accès au document.

Vous pouvez également trouver ces documents utiles

  • Rapport de laboratoire : réflexion et réfraction
  • La réfraction et la réflexion
  • Réfraction et réflexion
  • Rapport de laboratoire sur la réfraction
  • Réflexion et réfraction de la lumière
  • Rapport de laboratoire sec 5 sur la refraction
  • refraction
  • Réfraction

Devenez membre d'Etudier

Inscrivez-vous
c'est gratuit !