Thème 1 : La santé Sous-thème1 : le diagnostique médical Chapitre 2: Ondes et imagerie médicale

TP : Comment voir à l’intérieur du corps avec un fibroscope ?

Le fibroscope est un tuyau souple permettant d’explorer l’intérieur du corps.
Il contient des fibres optiques qui ont la propriété de conduire la lumière.

Rappel : indice de réfraction : nair = 1,0 et n verre = 1,50

I. LE PHENOMENE DE REFRACTION : ETUDE DU PASSAGE AIR-VERRE

Rayon incident

Air I Plexiglas

Mesures :
Faire varier lentement l’angle d’incidence i1 de 0 à 90° en faisant tourner le plateau et en mesurant l’angle de réfraction i2. Compléter le tableau suivant : i1 0°
30°
40°
50°
60°
70°
80°
90°
i2
0°

Sini1/sini2
/

Questions :
4. Calculer le rapport n2/n1 sachant que nair = 1,00 et nverre = 1,50.
5. Comparer les rapports n2/n1 et sini1/sini2.
6. Pour conclure : donner la relation vérifiée et appelée deuxième loi de Descartes lorsque la lumière passe d’un milieu 1 d’indice n1 à un milieu 2 d’indice n2.

II. MISE EN EVIDENCE DE LA REFLEXION TOTALE: ETUDE DU PASSAGE VERRE-AIR

Questions :
1. Pour un angle d’incidence petit, que devient le faisceau lumineux après avoir atteint la surface plane séparant le verre et l’air ? Quelle différence observe-t-on par rapport à l’expérience 1 ?

2. Pour un angle d’incidence plus grand, le rayon réfracté existe-t-il pour n’importe quel angle i ? Même question pour le rayon réfléchi.
3. Représenter à l’aide de schémas les deux situations observées précédemment (questions 1 et 2).
4. Dans l’une des deux situations précédentes, on dit qu’il y a « réflexion totale ». Justifier.
5. Pour conclure :
- quelles sont les conditions nécessaires pour que le faisceau réfracté ne soit plus observé lorsque la lumière change de milieu ?
- que devient alors le faisceau incident ?
- expliquer comment la lumière peut rester confinée dans