Réfraction

indice de réfraction C’est à l’intérieur du cœur que va se propager la lumière en suivant les lois de la réfraction La gaine optique : Constituée dans les mêmes matériaux que le cœur qu’elle entoure. La gaine optique de la fibre utilisée dans les télécommunications est donc, comme le cœur, composée de silice. Cependant c’est un silice de moins bonne qualité, la gaine optique n’étant pas destinée à transmettre la lumière. On peut également doper la gaine pour lui donner un indice de réfraction g inférieur

entre le milieu de la tache centrale et la première extinction en rad ; a=largeur de la fente ; d=largeur de la tache centrale et D= distance entre écran et fente. -Propagation de la lumière dans les milieux transparents : n=c/v avec n= indice de réfraction ou indice, sans unité. Dispersion de la lumière blanche par un prisme est sa décomposition en lumières monochromatiques. L’indice d’un milieu dépend de la fréquence de la lumière qui s’y propage.

à la période temporelle T de l’onde, et à sa fréquence par la formule : ------------------------------------------------- = cT = c/ ------------------------------------------------- Un milieu transparent est caractérisé par un indice de réfraction n qui est le rapport entre la vitesse de la lumière c dans le vide, et la vitesse de propagation V de la lumière dans ce milieu : n = c/v ------------------------------------------------- n n’a pas d’unité. L’air a un indice de 1. Il ne peut pas

très grande variation entre l’indice de réfraction du cœur de la gaine optique. C’est pour cela que les rayons lumineux se propagent par réflexion totale interne en dent de scie. De même, elle possède un cœur très large. L’atténuation sur ce type de fibre est importante. La fibre multimode à gradient d’indice : c’est une fibre donc plusieurs modes coexistent. A la différence de la fibre à saut d’indice, il n’y a pas de grande différence d’indice de réfraction entre le cœur et la gaine. Cependant le

température de l’eau est plus faible que celle de l’air. En effet, ce type de mirage est observable lorsque les couches d’air près du sol sont plus froides que les couches d’air supérieures. Ainsi, l'air est plus dense près du sol et l'indice de réfraction y est plus élevé. Ces conditions entraînent la formation d’un gradient thermique positif et d’un gradient d’indice négatif, ce qui entraîne la courbure des rayons lumineux vers le bas. C'est pourquoi l’observateur voit l’image de l’objet au dessus

du soleil Objectif : Interpréter qualitativement la dispersion de la lumière blanche par un prisme. Lorsqu’un faisceau de lumière blanche traverse un prisme, les radiations bleues sont plus déviées que les radiations rouges parce que l’indice de réfraction d’un milieu dépend de la longueur d’onde. C’est le phénomène de dispersion qui donne naissance au spectre. 2. La réflexion de la lumière Voir TP 3 : Pour voir les lumières des étoiles Un faisceau de lumière est renvoyé dans une seule direction lorsqu’il

Coeur Gaine optique On considère la fibre optique à saut d’indice, constituée d’un cœur cylindrique entouré d’une gaine comme l’indique la figure ci-dessus. 1- En quoi cette fibre diffère-t- elle d’une fibre monomode ? 2- Le cœur a un diamètre de réfraction nc = 1,48. Calculez la vitesse de la lumière dans la fibre. 3- Pour que la lumière puisse se propager correctement dans la fibre, il faut avoir réflexion totale en I. Pourquoi ? A quelle condition sur l’angle i’ a-t-on réflexion totale en I ?

L’angle du rayon réfracté est donné par n2*sinr = n1*sini r = 38,7° 3. Calcul de l'angle limite. Il y a réflexion totale lorsque l’angle du rayon réfracté est égal à 90° soit i = ilimite = 53,1° Exercice 8 1. Calcul de l'angle de réfraction r On a nj*sinr = n1*sini r = 40,5° 2. Marche du faisceau à travers l'hémi-cylindre : voir figure ci-contre Exercice 10 1. On s'intéresse au cas où n2 < n1 1.1. Montrer que la lumière ne peut pas passer d'un milieu 1

verre optique, ou des verres plus classiques, des plastiques, des matériaux organiques, voire des métalloïdes tels que le germanium. Les lentilles sont destinées à faire converger ou diverger la lumière. Son utilisation implique que son indice de réfraction soit différent de celui du milieu dans lequel elle est plongée (air, huile, eau...). Les lentilles possèdent la plupart du temps un axe de symétrie confondu avec l’axe optique mais les techniques récentes et les besoins de l'industrie et de la recherche

la lumière transporte une énergie rayonnante. Fréquence et longueur d’onde : * Un onde lumineuse monochromatique est caractérisée par sa fréquence. λ = c T = c / F 7 : Dispersion de la lumière Indice de réfraction : n = c / v c : célérité des ondes lumineuses dans le vide v : célérité dans le milieu matériel transparent Remarque : n ≥ 1