TIPE
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TIPELes Mirages
Le mirage est un phénomène optique dû à la déviation des faisceaux lumineux par des superpositions de couches d’air de températures différentes.
Parmi les trois types de mirages existants nous nous intéresserons aux mirages inférieurs (ou chauds) causé par le réchauffement des couches basses de l’air, ce sont notamment ceux que l’on peut observer l’été sur les routes l’été.
Problématique : Peut on recréer artificiellement un mirage ?
Plan :
I- Mise en evidence expérimentale du phénomene
II- Modélisation du phénomene observé
I- Mise en évidence experimentale du phenomene.
1°) Expérience : Matériel nécessaire :
- Un aquarium (pyrex)
- De l’eau
- Des glaçons
- Deux plaques chauffantes
- Deux thermomètres
- fluorescéine (permet de rendre le laser visible) 1ere manipulation :
On dispose l’aquarium au dessous des plaques chauffantes ( sans les allumer encore) puis on rempli l'aquarium d'eau en ajoutant dans l’eau de l’albumine pour rendre le laser visible. Enfin on installe installe le laser pour qu'il pénètre dans l'aquarium.
2ème manipulation :
On reprend le montage précédent, en allumant cependant cette fois les plaques chauffantes et en disposant en plus les glaçons à la surface de l’eau de manière à obtenir une importante différence de température entre le haut et le fond de l’aquarium (la manipulation doit donc être rapide).
On observe alors que la courbe du rayon laser s’est incurvée par rapport à celle obtenue dans le montage précédent.
Ce phénomène est le même que pour les mirages inférieurs.
Ne disposant pas d’un aquarium pyrex de taille suffisante, il a été nécessaire de modifier l’expérience :
Au lieu de créer un gradient d’indice avec une variation de température, on crée un gradient d’indice en disposant du sirop de sucre au fond de l’aquarium.
Remarque : Dans cette nouvelle expérience le phénomène étudié est alors semblable au phénomène responsable des mirages