Leçons de niveau 11

Dispersion et réfraction de la lumière/Exercices/Lois de Descartes

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Lois de Descartes
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Exercices no1
Leçon : Dispersion et réfraction de la lumière

Exercices de niveau 11.

Exo suiv. :La fibre optique
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Dispersion et réfraction de la lumière/Exercices/Lois de Descartes
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Exercice I[modifier | modifier le wikicode]

Dans un diamant, la vitesse de la lumière est de 1,24 × 108 m s−1. Calculer l'indice de réfraction du diamant.

Exercice II[modifier | modifier le wikicode]

Un rayon lumineux arrive sur un miroir plan sous une incidence de 30°.

  1. Que signifie « sous une incidence de 30° ».
  2. Quelle est la valeur de l'angle de réflexion ?
  3. Quelle est la valeur de l’angle formée par le rayon incident et le rayon réfléchi ?

Exercice III[modifier | modifier le wikicode]

Un rayon incident se réfracte de l'eau dans du verre, l'angle d'incidence a pour valeur ie = 65°.

On donne : neau = 1,33 et nverre = 1,5

  1. Écrire la relation entre les angles d'incidence et de réfraction.
  2. Calculer la valeur de l'angle de réfraction iv.

Exercice IV[modifier | modifier le wikicode]

Un rayon incident situé dans l'air (nair = 1) atteint la surface de l’eau en un point I. L'angle d'incidence a pour valeur i1 = 57° et l'indice de réfraction de l'eau est neau = 1,33.

  1. Comment s'appelle le point I.
  2. Calculer les valeurs des angles de réflexion et de réfraction en I.

Exercice V[modifier | modifier le wikicode]

Une lame à faces parallèles reçoit un rayon lumineux sous une incidence i1 = 50°. L'épaisseur de la lame est e = 40 mm. L'indice de réfraction du verre de la lame est égal à 1,57.

Exercice de refraction 02.jpg
  1. Déterminer la marche du rayon lumineux lors de son passage à travers la lame ?
  2. Que peut-on dire des directions des rayons incidents et émergents ?

Projecteur dans un bassin[modifier | modifier le wikicode]

Au pied d'un mur vertical, se trouve un bassin parallélépipédique profond d'un mètre et large de deux mètres. Sur le fond du bassin, on installe un projecteur destiné à éclairer une petite niche située dans le mur à deux mètres cinquante au-dessus du sol. Le bassin étant vide d'eau, on règle la position du projecteur pour qu'il éclaire la niche.

On remplit alors, jusqu'au ras du sol, le bassin avec de l’eau dont l'indice de réfraction n est égal à 1,33.

Exercice de refraction 01.jpg
  1. Pourquoi la niche ne sera-t-elle plus éclairée par la lumière du projecteur ?
  2. Indiquer clairement sur le schéma l'angle d'incidence i1 de la lumière du projecteur sur le diaptre eau/air.
  3. Montrer que l’angle d'incidence i1 a une valeur de 30°.
  4. Calculer l'angle de réfraction ir du rayon émergeant.
  5. Sur un schéma, à l'aide d'un rapporteur, tracer l'interface eau/air, ainsi que les rayons incident et réfracté.