Réflexion totale

réfléchissante et shpérique avec le rayon r. La grandeur caractéristique d’un miroir sphérique est la distance focale f. r=2f 1f= 1a+1b Avec : r rayon du miroir[m] f distance focale[m] a distance de l’objet[m] b distance de l’image[m] La réflexion et la réfraction Le rayon lumineux tombe sur l’interface entre les milieux 1 et 2. Une partie du rayon sera réfléchie (rayon r) et l’autre partie sera réfractée (rayon t) : αi= αr n1sinαi= n2sinαt sinαk= n1n2 avec αi angle d’incidence

les rayons de lumière subissants une réflexion totale interne. Mais qu’est-ce qu’une réflexion totale interne vous dites en observant ce terme totalement étranger à vos yeux? Voici ce que ça implique: Une réflexion totale interne implique plusieurs termes tel «indice de réfraction», «angle d’incidence», «réfracté», «réfléchi» et «dioptre». Tous ces mots ont heureusement un sens. Selon ce graphique ci-contre, la flèche en bleu indique l’effet d’une réflexion totale interne, le rayon est ainsi réfracté

TP N°10 – CORRECTION REFRACTION ET REFLEXION TOTALE : APPLICATION A LA FIBROSCOPIE Objectifs : - Découvrir les phénomènes de réflexion, réfraction et réflexion totale de la lumière. - Comprendre le principe d’une fibre optique. I – LA FIBROSCOPIE La fibroscopie est une technique de diagnostic médical qui utilise la propagation de la lumière dans des fibres optiques. Le fibroscope permet l’exploration de nombreux organes : estomac, cordes vocales, poumons... Une série de fibres optiques

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

facon rectiligne dans un milieu transparent. Elles se propagent aussi dans le vide. - La vitesse de la lumiere ou célérité (noté c) dans l'air est de 3,00 . 10*8 m/s. - c) Réfraction et réflection totale - Deux lois : i1 = r sin(i1) x i1 = sin(i2) x i2 - Pour qu'il y ait reflexion totale, il faut que le le milieu 1 soit plus réfringent que le milieu 2. ex : Le rayon doit arriver du plexiglas vers l'air. Ensuite, il faut que i1 > Arcsin (n2/n1) Arcsin(n2/n1) = l'angle limite

TP : Réflexion totale et fibre optique (1H30) L’étude de la réfraction d’un point de vue théorique n’est pas étudiée ici. Les élèves doivent simplement constater avec une lanterne et un hémicylindre, les conditions d’une réflexion totale (observations qualitatives et non quantitatives). Applications du phénomène de réflexion totale : fontaine lumineuse, fibre optique. A partir d’un site Internet, les élèves effectuent une recherche documentaire sur les applications médicales

N. i’ > 80,6° 1. Le cœur a un indice de réfraction nC = 1,48. Calculer la vitesse de la lumière dans le cœur. 2. Pour que la lumière puisse se propager correctement dans la fibre optique, il faut avoir réflexion totale en I. Pourquoi ? A quelle condition sur l’angle i’ a-t-on réflexion totale en I ? En déduire la condition sur r. En déduire la condition sur l’angle d’incidence i. On donne : indice de la gaine : n g = 1,46. 3. On appelle ouverture numérique ON de la fibre, le sinus de l’angle d’incidence

lumière qui se trouve entièrement réfléchie de multiples fois à l'interface entre les deux matériaux (en raison du phénomène de réflexion totale interne). L’ensemble est généralement recouvert d’une gaine plastique de protection. Lorsqu'un rayon lumineux entre dans une fibre optique à l'une de ses extrémités avec un angle adéquat, il subit de multiples réflexions totales internes. Ce rayon se propage alors jusqu'à l'autre extrémité de la fibre optique sans perte, en empruntant un parcours en zigzag

rayon incident et la normale se nomme angle d’incidence. Le rayon qui en est résulté est le rayon réfracté puisqu’il est dévié. L’angle formé entre ce rayon et la normale se baptise angle de réflexion. L’angle critique est l’angle maximal que peut supporter le rayon réfracté avant de subir une réflexion totale interne. En d’autres termes, l’angle critique est l’angle qui situe le rayon réfracté sur le dioptre. Finalement, il y a le plan d’incidence; toute la géométrie se retrouve dans ce même plan

d’optique tr`s connues. Par exemple, les jambes d’une e personne qui se tient debout avec de l’eau jusqu’` la taille semblent plus courtes. C’est a que notre cerveau part toujours du principe que la lumi`re se propage en ligne droite. e 4.3. R´flexion totale e Dans le cas o` la lumi`re passe d’un milieu d’indice n1 ` un milieu d’indice n2 < n1 , il u e a ◦ existe une valeur de θ1 telle que θ2 = 90 . Cette valeur de l’angle d’incidence est appel´e e angle critique, et est not´e θc . D’apr`s la loi de Descartes