Deuxième loi de Descartes

On considère un demi-disque d'eau éclairé par une source lumineuse émettant une radiation monochromatique de longueur d'onde l = 740 nm (rouge).

1. Etude de la réfraction : cas d'une surface de séparation entre l'air et l'eau

· Afficher le rapporteur (en cliquant sur Mesurer un angle sous la figure).

· Afficher le tableau (enfoncer le bouton tableau en haut de l'écran).

1.1. Compléter la deuxième colonne du tableau (C2):
Pour chaque valeur de l'angle d'incidence i1:

· Déplacer la source pour que l'angle d'incidence varie de 0 à 90 degrés. 

· Mesurer l'angle du rayon réfracté ( i2 ) avec le rapporteur.

· Reporter cette valeur dans la deuxième colonne du tableau.

1.2. Une fois la colonne C2 complètement remplie, demander dans « Menu tableau » une représentation graphique. Est-il possible de trouver, à partir de cette représentation graphique, une relation entre i1 et i2?

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2. Deuxième loi de Descartes

2.1. On se propose de vérifier la relation de Descartes liant les angles i 1 et i 2. Pour cela, on va calculer sin(i 1) que l'on mettra dans la colonne C3, puis on calculera sin(i 2) que l'on mettra dans colonne C4. Pour que l'ordinateur effectue ces calculs, suivre la procédure suivante :
Cliquer dans l'en-tête de la colonne C3.
Dans le menu, cliquer sur « Calculer C3 ». Il apparaît alors une calculette.
Taper sur la touche SIN puis sur la touche C1 et sur la touche EXE. Ceci constitue un programme de calcul qui remplit chaque case de la colonne C3 avec le sinus de la case correspondante de la colonne C1.

Calculer de même le sinus de chaque angle i 2 en mettant le résultat dans la colonne C4.

Une fois que les deux colonnes C3 et C4 sont calculées, demander une représentation graphique en mettant C3 en abscisse et C4 en ordonnée (utiliser les deux fenêtres en haut à gauche « Grandeurs »).

2.2. Pourquoi peut-on dire que la relation de Descartes est vérifiée ?

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2.3. En déduire la valeur de l'indice de réfraction du milieu constituant le demi-disque. On pourra déterminer cette valeur soit à partir du tableau de valeur, soit directement à partir du graphe. Dans ce cas, on prendra en compte l'échelle utilisée (indiquée dans la partie gauche de l'écran).

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n =     

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2.4. Cette valeur de l'indice de réfraction est-elle conforme à la valeur donnée dans la fenêtre « Demi-disque » (pour avoir accès à ce bouton, refermer le tableau de valeurs en cliquant dans la barre supérieure bleue).

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.   
 
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Pensez à enregistrer le tableau (bouton Enregistrer) et ce texte avec vos réponses avant de quitter l'application.