physik-chimie

TP sur la diffraction de la lumière.link

Soit le dispositif suivant :

Nous disposons de trois épingles. Positionner sur une plaque de polystyrène :

- une épingle (1) au centre du cercle tracé ;

- une épingle (2) sur le cercle ;

- une épingle (3) sur le cercle telle que, par visée, les trois épingles soient alignées.

Rappeller quelle propriété de la lumière est mise en application dans la technique de visée?

Immerger le dispositif précédent dans une cuve d'eau,  jusqu'à hauteur du centre du cercle.

 Les épingles donnent-elles toujours l'apparence d'être alignées?
En les gardant la même configuration, déplacer l'épingle dans l'air afin de retrouver l'alignement apparent des trois épingles.
Le sont-elles en réalité?
Quelle interprétation peut alors être déduite concernant la propagation de la lumière?

Nous repérons, par convention, l'orientation des rayons lumineux, en mesurant l'angle qu'il forme avec l'axe perpendiculaire à la surface de séparation entre l'air et l'eau.

Placer l'épingle dans l'eau en plusieurs endroits du cercle. Repérer pour chacune des positions, celle de l'épingle apparemment alignées, dans l'air, correspondante.

Mesurer pour chacun des cas l'angle du rayon lumineux dans l'eau (que nous appellerons angle d'incidence i) et celui du rayon lumineux dans l'air (que nous appellerons angle de réfraction r). Remplir le tableau suivant :

  Existe-t-il une relation simple entre i et r? Existe-t-il une relation simple entre sin(i) et sin(r)?
Nous effectuons une série de mesures analogues en remplaçant l'eau par du plexiglas. Une même analyse nous permet d'écrire la relation : 1.5 sin(i) = sin(r). En quoi cette relation diffère-t-elle de celle déterminée précédement avec l'eau ?
Comment généraliser le phénomène observé? Répondre à la problématique initiale.