physique (seconde) · Chapitre 5 · Exercice de TD

Sortir du verre vers l'air

Signaux Lumineux · Lois de Snell-Descartes et réflexion totale · niveau 2

Énoncé

Un rayon lumineux se propage dans un bloc de verre ( $n_{1} = 1, 50$ ) et arrive sur le dioptre verre-air ( $n_{2} = 1, 00$ ) avec un angle d'incidence $i_{1} = 2 5^{\circ}$ par rapport à la normale.
1. Calculer l'angle de réfraction $i_{2}$ dans l'air.
2. Le rayon s'approche-t-il ou s'écarte-t-il de la normale ? Ce résultat était-il prévisible sans calcul ?

Corrigé

1. $sin (i_{2}) = \frac{n _{1} sin ( i _{1} )}{n _{2}} = \frac{1 , 50 \times sin ( 2 5 ^{\circ} )}{1 , 00} = 1, 50 \times 0, 423 \approx 0, 634$ , d'où $i_{2} = sin^{- 1} (0, 634) \approx 39, 3^{\circ}$ .
2. Le rayon s'écarte de la normale ( $39, 3^{\circ} > 2 5^{\circ}$ ). C'était prévisible : il passe vers un milieu moins réfringent ( $n_{2} < n_{1}$ ).

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