I- Réfraction de la lumière. PAGEREF _Toc276309619 \h 1)- Mise en évidence. 2)- Définition. 3)- Première loi de Descartes. 4)- Deuxième loi de Descartes. 5)- Indice de réfraction.

II- Dispersion de la lumière blanche par un prisme. 1)- Le phénomène de dispersion. 2)- Explication :

III- Réfraction de la lumière dans l’atmosphère terrestre. 1)- L’arc-en-ciel. 2)- Les mirages. 3)- La position des Astres.

IV- Applications. 1)- QCM.   QCM 2)- Exercices :   Exercices Exercices 2018

TP Réfraction de la lumière  TP Physique N° 04

	n : indice de réfraction
	c : vitesse de la lumière dans le vide en m / s
	v : vitesse de la lumière dans le milieu transparent en m / s

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Animation CabriJava

2)- Explication :

-  Schéma.

 

-  Lorsqu’une lumière arrive sur un prisme, elle subit deux réfractions : une sur la face d’entrée et une sur la face de sortie.

-  Deuxième loi de la réfraction : n₁ . sin i₁ = n₂ . sin i₂  (1)

-  Le trajet d’une radiation dépend de l’indice du prisme car l’angle d’incidence est le même pour les différentes radiations qui constituent la lumière blanche.

-  Le trajet d’une lumière dans le prisme dépend de sa couleur.

-  Or ce trajet dépend de l’indice du prisme.

-  En conséquence, l’indice de réfraction  du prisme dépend de la longueur d’onde dans le vide de la radiation qui le traverse.

L’indice de réfraction n d’un milieu transparent dépend de la longueur d’onde λ (dans le vide) de la radiation qui s’y propage.

-  Exemple :

 

-  Avec cabri géomètre : figure prisme.

 

III- Réfraction de la lumière dans l’atmosphère terrestre.

1)- L’arc-en-ciel.

 

-  La formation de l’arc-en-ciel s’interprète par la dispersion de la lumière solaire dans les gouttes de pluies.

Animation CabriJava : arc-en-ciel

-  1 : le faisceau de lumière blanche issue du Soleil arrive à la surface d’une goutte d’eau en suspension dans l’air.

-  2 : lors du changement de milieu transparent, passage air – eau, le faisceau de lumière se réfracte et ses différentes radiations se dispersent.

-  3 : les radiations se réfléchissent au fond de la goutte d’eau.

-  4 : en sortant de la goutte d’eau, les radiations subissent une nouvelle réfraction, lors du passage eau – air, cette deuxième réfraction accentue l’étalement des couleurs.

-  Pour observer un arc-en-ciel, il faut avoir la pluie devant soi et le Soleil dans le dos.

Lien

2)- Les mirages.

-  En été, sur les routes chauffées par le Soleil, on peut avoir l’impression de voir des flaques d’eau au loin.

-  Lorsque l‘on s’approche, ces flaques disparaissent.

-  Cette illusion d’optique est un mirage.

-  La température de l’air n’est pas homogène.

-  Au niveau du sol, la température de l’air est plus élevée, et elle diminue avec l’altitude.

-  L’indice de réfraction de l’air diminue lorsque la température augmente.

-  Les rayons de lumière provenant d’un objet traversent des couches d’air d’indices différents et subissent des réfractions successives, jusqu’à un angle limite au-delà duquel ils sont réfléchis (ils subissent une réflexion totale).

-  Un observateur a l’impression de voir l’objet dans la direction des rayons qui atteignent son œil.

 

 

3)- La position des Astres.

-  La réfraction de la lumière dans l’atmosphère donne du Soleil une image aplatie lorsqu’il est proche de l’horizon.

-  À cause de la réfraction, le Soleil, la Lune ou les étoiles peuvent être visibles au-dessus de l’horizon alors qu’en réalité ils sont déjà couchés ou pas encore levés.

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-  Le Soleil est perçu au-dessus de sa position réelle par l’observateur.

-  Cela allonge la durée du jour.

-  On voit le Soleil avant qu’il ne soit levé ou après qu’il soit couché.

 

IV- Applications.

1)- QCM.

QCM 01 Sous forme de tableau. QCM 02 Sous forme de tableau. QCM 01 Questy Pour s'auto-évaluer. QCM 02 Questy Pour s'auto-évaluer.

 

2)- Exercices : Exercices :  énoncé avec correction

a)-  Exercice 3 : Indice de réfraction.

b)-  Exercice 4 : De l’eau dans l’air.

c)-  Exercice 7 : L’arc-en-ciel.

d)-  Exercice 8 : Les mirages.

e)-  Exercice 10 : Exploiter une expérience de dispersion.

f)-  Exercice 14 : Construire et exploiter une représentation graphique.