Thème n°1 REFRACTION Stage IREM - 1 avril 2011

Présentation au sujet: "Thème n°1 REFRACTION Stage IREM - 1 avril 2011"— Transcription de la présentation:

1 Thème n°1 REFRACTION Stage IREM - 1 avril 2011
1. Rappel : loi de Descartes 2. Fermat : Principe du moindre temps 3. Réfraction atmosphérique 4. Arc-en-ciel Stage IREM - 1 avril 2011

2 1. Rappel : loi de Descartes
Milieu 1 Indice de réfraction : n1 I i2 Milieu 2 Indice de réfraction : n2 n1.sin(i1) = n2.sin(i2) Stage IREM - 1 avril 2011

3 Construction géomètrique
n1.sin(i1) = n2.sin(i2) Cercle de centre I et de rayon R2=n2 i1 Cercle de centre I et de rayon R1=n1 I Milieu 1 : n1 i2 Milieu 2 : n2 sin(i1) = AB / IB = AB/n1 Donc n1. sin(i1) = AB A B’ A B Donc n2. sin(i2) = AB Et sin(i2) = AB / IB’ = AB/n2

4 Principe d'une machine n1.sin(i1) = n2.sin(i2) i1
Cercle de centre I et de rayon R2=n2 i1 Cercle de centre I et de rayon R1=n1 Milieu 1 : n1 i2 Milieu 2 : n2 Faire la construction pour : i1=40°, n1=1 (air) n2=1.5 (eau), mesurer i2 puis vérifier le résultat à l’aide de la loi de Descartes.

5

6 2. Fermat... Par définition, l’indice de réfraction s’écrit : n=c/v A
c= km/s Et v<c donc n>1 A Milieu 1 Indice de réfraction : n1 Pour aller du point A au point B la lumière « choisit » le chemin le plus rapide … ???? C’est le principe du moindre temps… Milieu 2 Indice de réfraction : n2 B

7 3. Réfraction atmosphèrique
h (km) 3. Réfraction atmosphèrique Couches atmosphériques ik nk nk+1 nk+2 nk.sin(ik) = nk+1.sin(ik+1) ik+1 ik+2

8 Les résultats

9

10 Inclinaison des rayons par rapport à la verticale
Trajectoire d’un rayon

11 Conséquences

12 4. L'arc-en-ciel

13

14 Indice de réfraction de l’eau en fonction de la longueur d’onde (nm)

15 Déviation du rayon incident en fonction de l’angle d’incidence i

16

17