DM de physique

Exercice 1 : Dispersion de la lumière par un prisme (10pts)

A) Réfraction de la lumière rouge

I. L’angle ABC vaut 180 ÷ 3 = 60° car le triangle ABC est équilatéral. On sait que les angles correspondants sont égaux dans deux droites parallèles et la normale est perpendiculaire à AB donc l’angle de réfraction vaut 90 – 60 = 30°

II. Pour connaître l’angle d’incidence i, j’utilise la formule :

* n1 sini = n2 sinr * sini = 1,609 × sin (30) * sini = 0,8045 * i = 53,56° ≈ 54° L’angle d’incidence vaut donc 54°

III. Etant donné que l’angle d’incidence vaut 30°, j’utilise la formule :

* n1 sini = n2 sinr * 1,609 × sin (30) = 1 × sinr * 0,8045 = sinr ce qui fait que r = 54° L’angle de réfraction est similaire à l’angle d’incidence et vaut donc 54°

IV.

B) Composition de la lumière Blanche

V. L’angle d’incidence sur la face pénétrée est le même pour toutes les radiations donc l’angle d’incidence des différents radiations qui composent cette lumière est : 53,56°

C) Réfraction de la lumière violette

VI. J’utilise, pour trouver l’angle de réfraction, la formule n1 sini = n2 sinr * 1 × sin (53,56°) = 1,673 × sinr * 0,8045 ÷ 1,673 = sinr = 0,48087 donc r est égal à 28,74 L’angle de réfraction est égal à 28,74°

VII. Comme la normale est perpendiculaire à AB, l’angle AIJ mesure 90° − 26,74 = 61,26° * Dans un triangle les trois angles additionnés valent 180° donc on peut dire que AIJ = 180 – (61,26 – 60) = 58,54° L’angle d’incidence est donc de 31,26° ⇒ 90 – 56,74

VIII. Afin de déduire l’angle de réfraction j’utilise la formule : * n1 sini = n2 sinr * 1,673 × sin (31,26) = 1 × sinr * 0,8681 = sinr ce qui fait que r = 60,24° L’angle de réfraction vaut donc 60,24°

D) Dispersion de la lumière blanche

IX. C’est le rayon violet qui est le plus dévié car l’angle de réfraction de la lumière