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Bonjour, je n'arrive pas à résoudre l'exercice de physique-chimie suivant :

Un rayon se propageant dans l'air pénètre dans une demie-sphère de cristal de Baccarat d'indice de réfraction n=1,60 en faisant un angle de 55,0°, avec la surface de séparation des deux milieux.
a. Schématiser la situation en respectant la valeur angulaire (j'ai réussi cette partie)
b. Déterminer la valeur de l'angle de réflexion
c. Calculer la valeur de l'angle de réfraction

Merci par avance pour votre aide :-)


Répondre :

Bonjour,

Cet exercice concerne les lois de réflexion et réfraction de Snell-Descartes.

Pour le a) j'ai mis en pièce jointe le schéma du problème (Valable peu importe comment on prend la demi-sphère)

On utilise les lois de Snell-Descartes en comptant les angles par rapport à la normale (La droite verte du schéma) du plan d'incidence (La droite rouge du schéma) du rayon lumineux incident (en bleu, à gauche).

On mesure donc l'angle entre la droite verte et la droite bleu à gauche, ceci nous donne l'angle d'incidence i1 de 35°. L'angle 55° de l'énoncé est l'angle entre la droite rouge et le rayon incident bleu.

Pour la question b), pour une réflexion, l'angle de réflexion r est égal à l'angle d'incidence i1, soit r = 35°

Pour la question c), on utilise la loi dite de Snell-Descartes :

n1*sin(i1) = n2*sin(i2) où :

n1 est l'indice du milieu du rayon incident, ici l'air, donc n1 = 1

sin(i1) est le sinus de l'angle d'incidence i1

n2 est l'indice du milieu du rayon réfracté, ici le cristal de Baccarat, donc n2 = 1,60

sin(i2) est le sinus de l'angle de réfraction i2

Ici, on cherche i2, soit :

n1*sin(i1) = n2*sin(i2)

sin(i2) = [n1*sin(i1)]/n2

i2 = Arcsin [(n1*sin(i1))/n2]

donc :

i2 = Arcsin [1*sin(35°)/1,60]

i2 = Arcsin [0,57/1,60]

i2 ≅ 20,9°

L'angle de réfraction est donc d'environ 20,9°

Si jamais il y a des questions sur la résolution, ne pas hésiter à commenter

Voir l'image ACMASTER
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