Chapitre 3 Activité 1 Réfraction de la lumière 2de Compétence
Pratiquer une démarche expérimentale pour établir un modèle à partir d’une série de mesures et pour déterminer l’indice de réfraction d’un milieu.

La lumière peut être déviée lorsqu’elle passe d’un milieu transparent à un autre. Ce phénomène est appelé réfraction. Il dépend d’une caractéristique des milieux nommée indice de réfraction.
Comment déterminer l’indice de réfraction d’un milieu transparent à partir d’une série de mesures ?

Doc. 1 Découverte de la loi de réfraction
Dès l’Antiquité, de nombreux savants cherchent à modéliser le phénomène de réfraction.
 Au iie siècle, le Grec C. Ptolémée étudie des faisceaux lumineux passant de l’air à l’eau. Il établit un tableau de valeurs et montre que l’angle de réfraction i2 augmente avec l’angle d’incidence i1.
 Au début du xviie siècle, l’Allemand J. Képler propose une loi selon laquelle l’angle de réfraction i2 est proportionnel à l’angle d’incidence i1.
 Quelques années plus tard, le Néerlandais W. Snell et le Français R. Descartes énoncent la loi reliant les angles i1 et i2 : sin i2 = k × sin i1.
 Actuellement, la loi de la réfraction relative aux angles s’écrit : n1 × sin i1 = n2 × sin i2 où n1 et n2 sont les indices de réfraction qui caractérisent les milieux 1 et 2.
L’indice de réfraction de l’air vaut 1,00 dans les conditions habituelles.

Doc. 2 Schématisation d’une réfraction

Doc. 3 Dispositif expérimental

Matériel et produits
 Un disque optique.
 Une source de lumière monochromatique.
 Une cuve hémicylindrique.
 De l’eau liquide.

Analyse des documents
Compétences travaillées
1 Faire un schéma du dispositif expérimental (doc. 3) et le légender à l’aide des termes utilisés dans les doc. 1 et 2.

S’approprier  Extraire l’information utile.
Réaliser  Faire un schéma adapté.

Pratique