TP3: La réfraction de la lumière

Capacités travaillées par les élèves:
Observer, extraire des informations d'un fait observé.(3)
Exploiter un graphique(4)
Traduire une loi par une relation(6)
Suivre un protocole donné.(7)
Construire un graphique(10)
Reconnaître et utiliser la proportionnalité(13)
S'exprimer correctement à l'écrit.(34)
Travailler en équipe(35)
S’impliquer dans une activité, faire preuve de curiosité(36)

I Définitions
II Étude expérimentale
II.1 Dispositif expérimental
II.2 Étude

On fait varier l'angle d'incidence i1. Pour chaque valeur de i1 on note la valeur i2 de l'angle de réfraction.
Compléter le tableau ci-dessous.

i1 en °
0
10
15
20
25
30
35
40
45
50
60
70
80
90 i2 en °
0
7,5
10,5
14
18
22
25
28,5
32
35
40,5
44,5
47

i1/i2

sini1

sini2

sini1//sini2

III Exploitation des mesures
III.1 Un peu d'histoire
Depuis l'antiquité, de nombreux savants se sont penchés sur le phénomène de réfraction. Ils ont cherché à établir une relation mathématiques entre i1 et i2. Le tableau ci-dessous en présente trois.

Grosseteste
(XIII° siècle)
Kepler
(début XVII° siècle)
Snell puis Descartes
(début XVII° siècle) i2 est égal à la moitié de i1: i2= i1 est proportionnel à i2: i1=k x i2 sini1 est proportionnel à sini2: sini1=k x sini2

III.2 Exploitation des mesures
La relation proposée par Grosseteste est-elle acceptable?
Jusqu'à quelle valeur de i1 la relation de Kepler est-elle acceptable?
La relation de Snell-Descartes est-elle valable pour l'ensemble des valeurs des angles?
Tracer les courbes i1=f(i2) et sin i1= f(sin i2) sur papier millimétré puis à l'aide d'un tableur(open office en classe)

IV Conclusion: loi de la réfraction