L'angle limite d'une fibre optique

Exercice de TD · niveau 2 · physique (seconde), chapitre 5 — Signaux Lumineux · Lois de Snell-Descartes et réflexion totale

Énoncé

Une fibre optique est constituée d'un cœur en verre ( $n_{1} = 1, 50$ ) entouré d'air ( $n_{2} = 1, 00$ ). 1. Rappeler la condition pour qu'une réflexion totale soit possible à un dioptre. 2. Calculer l'angle limite de réflexion totale $i_{lim}$ au dioptre verre-air. 3. Un rayon frappe la paroi du cœur avec un angle d'incidence de $7 5^{\circ}$ par rapport à la normale. Sort-il de la fibre ?

Corrigé

1. Elle exige que la lumière aille du milieu le plus réfringent vers le moins réfringent, soit $n_{1} > n_{2}$ . Ici $1, 50 > 1, 00$ : la condition est vérifiée. 2. À l'angle limite, $i_{2} = 9 0^{\circ}$ donc $sin (i_{lim}) = \frac{n _{2}}{n _{1}} = \frac{1 , 00}{1 , 50} \approx 0, 667$ , d'où $i_{lim} = sin^{- 1} (0, 667) \approx 41, 8^{\circ}$ . 3. $7 5^{\circ} > 41, 8^{\circ}$ : le rayon subit une réflexion totale, il ne sort pas de la fibre et poursuit son chemin dans le cœur. C'est ce guidage qui rend la fibre optique utilisable sur de longues distances.

Les autres exercices de ce chapitre Le cours du chapitre

Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.