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Exercices |
Petits calculsExercice d'évaluation
Difficulté : ☆ Temps : 10 min
On dispose d'un aquarium et d'un laser.
Le rayon issu du laser arrive avec un angle d'incidence de 50° à la surface de l'eau. Calculer l'angle réfléchi et l'angle réfracté.
On plonge cette fois-ci le laser dans l'eau (oui, il est étanche). L'angle d'incidence est de 35°. Calculez l'angle réfracté avec lequel émerge le rayon laser. Commentez.
Prisme à réflexion totaleExercice d'évaluation
Difficulté : ☆ Temps : 5 min
Dans certains instruments optiques, comme les jumelles par exemple, on utilise un prisme plutôt qu'un miroir, pour réfléchir les rayons lumineux. Ils ont l'avantage de ne pas s'oxyder et d'être plus solides.
Ces prismes possèdent un angle au sommet (
) de 90°. Le rayon lumineux entre par une petite face (
sur le dessin), se réfléchit sur la grande face, ou base 
, puis ressort par l'autre face.
Un inconvénient du prisme...Exercice d'évaluation
Difficulté : ☆☆ Temps : 15 min
Lorsque le rayon incident arrive perpendiculairement à la face d'entrée, il ressort perpendiculairement à celle de sortie. Il a donc "tourné" de 90°. Mais cela fonctionne-t-il pour n'importe quel angle d'incidence ?
Pas de mystère, la réponse est non. Mais démontrez-le.
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et 
° et 
°
, d'où 
°
et 
. On vient de vérifier le principe de retour inverse de la lumière.
de 45°. Pour qu'il y ait réflexion totale, il faut que l'angle réfracté vaille au minimum 90°. En appliquant les lois de Snell-Descartes
, et sur la face de sortie, 
, en valeur absolue. Cela nous garantit, par symétrie de la construction, que 
et 
. D'où, l'angle de déviation vaut 
, la déviation est de 90°, sinon, elle ne l'est pas.