Réflexion et Réfraction de la Lumière
Comprendre la Réflexion et Réfraction de la Lumière
Un rayon lumineux frappe la surface d’un bloc de verre à un angle de 30° par rapport à la normale. Ce bloc de verre est placé dans l’air. L’indice de réfraction de l’air est de 1,00 et celui du verre est de 1,50.
Données:
- Indice de réfraction de l’air (\(n_1\)) = 1,00
- Indice de réfraction du verre (\(n_2\)) = 1,50
- Angle d’incidence (\(\theta_1\)) = 30°
Questions:
1. Déterminer l’angle de réflexion.
Déterminer l’angle de réflexion du rayon lumineux.
2. Calculer l’angle de réfraction.
Utilisez la loi de Snell-Descartes pour calculer l’angle de réfraction du rayon lumineux lorsqu’il entre dans le bloc de verre.
Correction : Réflexion et Réfraction de la Lumière
1. Calcul de l’angle de réflexion
La loi de la réflexion stipule que l’angle de réflexion est égal à l’angle d’incidence, c’est-à-dire que le rayon lumineux repart symétriquement par rapport à la normale.
Formule :
\[ \theta_{r} = \theta_{i} \]
Données :
- Angle d’incidence, \(\theta_{i} = 30^\circ\)
Calcul :
\[ \theta_{r} = 30^\circ \]
Conclusion :
L’angle de réflexion est 30°.
2. Calcul de l’angle de réfraction
Pour la réfraction, nous utilisons la loi de Snell-Descartes qui relie les indices de réfraction et les angles par rapport à la normale dans les deux milieux.
Formule :
\[ n_1 \cdot \sin(\theta_1) = n_2 \cdot \sin(\theta_2) \]
Données :
- Indice de réfraction de l’air, \(n_1 = 1,00\)
- Indice de réfraction du verre, \(n_2 = 1,50\)
- Angle d’incidence, \(\theta_1 = 30^\circ\)
Calcul :
1. Calcul de \(\sin(\theta_1)\) :
\[ \sin(30^\circ) = 0,5 \]
2. Substitution dans la loi de Snell-Descartes :
\[ 1,00 \times 0,5 = 1,50 \times \sin(\theta_2) \] \[ 0,5 = 1,50 \times \sin(\theta_2) \]
3. Isolement de \(\sin(\theta_2)\) :
\[ \sin(\theta_2) = \frac{0,5}{1,50} \] \[ \sin(\theta_2) = \frac{1}{3} \approx 0,3333 \]
4. Calcul de l’angle \(\theta_2\) :
\[ \theta_2 = \arcsin(0,3333) \] \[ \theta_2 \approx 19,47^\circ \]
Conclusion :
L’angle de réfraction est d’environ 19,5°.
Résumé Final
- Angle de réflexion : 30°
- Angle de réfraction : environ 19,5°
Ces résultats sont obtenus en appliquant la loi de la réflexion (angle de réflexion égal à l’angle d’incidence) et la loi de Snell-Descartes pour la réfraction.
Réflexion et Réfraction de la Lumière
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