Réflexion et réfraction

Loi de la réflexion et loi de la réfraction pour un rayon lumineux
vendredi 21 décembre 2007
par  Bernard Vuilleumier
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1. Réflexion

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Distance personne - paroi : 2 m
Le trait vertical est la paroi sur laquelle le miroir est accroché.

Une personne d’une hauteur de 1.8 m se regarde dans un miroir vertical situé à 2 m d’elle. Ses yeux sont à 10 cm du sommet de sa tête.
- a) Faites un dessin des rayons par lesquels la personne voit le bout de ses pieds (au sol) et la pointe de ses cheveux.
- b) Indiquez le sens de ces rayons.
- c) Calculez la taille du plus petit miroir qui lui permet de se voir des pieds à la tête et indiquez où ce miroir doit être placé en marquant son bord supérieur et inférieur sur la paroi.

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Distance personne - paroi : 1 m


- d) Dessinez les rayons par lesquels la personne voit le bout de ses pieds et la pointe de ses cheveux lorsqu’elle se trouve à 1 m du miroir.
- e) Quelle est alors la taille du plus petit miroir qui lui permet de se voir entièrement ?
- f) Comment la distance entre la personne et le miroir influence-t-elle la taille du miroir ?

2. Réfraction

1. Une source lumineuse qui se trouve au fond d’un bac rempli de liquide émet un pinceau lumineux. Lorsque la lumière passe du liquide dans l’air elle est réfractée.
- a) Déterminez, à partir des figures ci-dessous, l’indice de réfraction du liquide et l’incertitude sur cet indice.
- b) Quelle est à votre avis la figure qui permet la détermination la plus précise ? Pourquoi ?
- c) A quel endroit un observateur placé dans le faisceau réfracté verrait-il la source ?

2. Une source lumineuse qui se trouve au fond d’un bac rempli d’eau (n = 1.333) émet un pinceau lumineux.
- a) Calculez la vitesse de la lumière dans l’eau (dans l’air c = 300’000 km/s).
- b) Dessinez le pinceau lumineux réfracté dans la situation ci-dessus.

Résultats


Voir (from Wolfram Demonstrations Project) :
- Optics : Law of Reflection
- Total Internal Reflection
- Snell’s Law of Refraction (Wave Fronts)


Wolfram Demonstrations Project : mode d’emploi