Quel est le comportement de la lumière traversant des milieux transparents de natures différentes

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Niveau: Secondaire, Lycée
SL1 Quel est le comportement de la lumière traversant des milieux transparents de natures différentes ? 1/7 QUEL EST LE COMPORTEMENT DE LA LUMIÈRE TRAVERSANT DES MILIEUX TRANSPARENTS DE NATURES DIFFÉRENTES ? Exercice 1 Une voiture tracte une caravane sur l'autoroute. Madame BRESAN veut effectuer un dépassement, elle regarde dans son rétroviseur extérieur. La situation est représentée par la figure ci-dessous : On considère que le miroir est plan. On a représenté les deux rayons réfléchis arrivant sur l'œil, de Madame BRESAN repéré par le point O. O Miroir 1) Sur le schéma suivant, tracer les rayons incidents arrivant en M1 et M2, 2) Le champ d'un miroir est l'ensemble des points du plan visible dans ce miroir par un observateur. Colorier le champ de ce miroir sur le schéma. 3) Les points A et B sur le schéma représentent des véhicules. Indiquer le ou les véhicules vus par Madame BRESAN dans son rétroviseur. Justifier la réponse. 4) Indiquer si Madame BRESAN peut effectuer son dépassement en toute sécurité. Justifier la réponse. O Miroir M 1 M 2 A + B + Les proportions ne sont pas respectées (D'après sujet de BEP Secteur 3 Nouvelle Calédonie – Wallis et Futuna Session 2007)

  • normale au point d'incidence i2 sur la face bc

  • rayon incident

  • rayon lumineux

  • i1i2 dans le prisme

  • axe gradué donnant la température de solidification du mélange eau

  • réfraction

  • angle


Publié le : mardi 19 juin 2012
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http://maths-sciences.fr SL1QUEL EST LE COMPORTEMENT DE LA LUMIÈRE TRAVERSANT DES MILIEUX TRANSPARENTS DE NATURES DIFFÉRENTES ? Exercice 1 Une voiture tracte une caravane sur l’autoroute. Madame BRESAN veut effectuer un dépassement, elle regarde dans son rétroviseur extérieur. La situation est représentée par la figure cidessous : On considère que le miroir est plan. On a représenté les deux rayons réfléchis arrivant sur l’œil, de Madame BRESAN repéré par le point O.
1) Sur le schéma suivant, tracer les rayons incidents arrivant en M1et M2, 2) Le champ d’un miroir est l’ensemble des points du plan visible dans ce miroir par un observateur. Colorier le champ de ce miroir sur le schéma. 3) Les points A et B sur le schéma représentent des véhicules. Indiquer le ou les véhicules vus par Madame BRESAN dans son rétroviseur. Justifier la réponse. 4) Indiquer si Madame BRESAN peut effectuer son dépassement en toute sécurité. Justifier la réponse.
Les proportions ne sont pas respectées (D’après sujet de BEP Secteur 3 Nouvelle Calédonie –Wallis et Futuna Session 2007) Quel est le comportement de la lumière traversant des milieux transparents de natures différentes ? 1/7
http://maths-sciences.fr SL1Exercice 2 Pendant la course, les montgolfières survolent un lac. 1) Depuis la nacelle de la montgolfière A, l’œil du pilote est attiré par un objet lumineux situé en un point O au fond du lac. Calculerl'angle durayon réfracté dans l'air sachant que l'angle d'incidence dans l'eau esti1= 20°. Arrondir la valeur à l'unité. 2) Calculer, en degré, l’angle d’incidencei3correspondant à une réfraction rasante. 3) Le rayon incident OJ fait un angle de 56° avec la normale. Indiquer si le même objet brillant est visible par l'aérostier de la montgolfière B. Justifier la réponse. Données : eau :n1; air = 1,33 :n2= 1
(D’après sujet de BEP Secteur 3 Guadeloupe –Guyane  Martinique Session 2007) Quel est le comportement de la lumière traversant des milieux transparents de natures différentes ? 2/7
http://maths-sciences.fr SL1Exercice 3Un voyant lumineux du tableau de bord d’une moto indiquant l’allumage des feux est couvert d’une lame de verre. L’angle d’incidencei1est égal à 40°. Voir la représentation cidessous.
1) Au point I2, calculer, en degré, la mesure de l’angle de réfraction i2à travers la lame de verre. Arrondir la valeur au dixième. 2) Au point I3, l'angle d'incidence est égal à 25,4°. Le rayon qui sort de la lame de verre est appelé rayon émergent. Calculer, en degré, la valeur de l’angle de réfractioni4rayon du émergent. Arrondir la valeur à l'unité. 3) Représenter le rayon réfracté et le rayon émergent sur la représentation précédente.4) Comparer les directions du rayon incident et du rayon émergent Données :nair1 etnverre1,5 (D’après sujet de BEP Secteur 3 Nouvelle Calédonie –Wallis et Futuna Session 2008)
Exercice 4 1) Un rayon lumineux passe du verre dans l'air (figure cicontre). Comment appelleton ? a) le rayonAO; b) le rayonOB; c) l'anglei1; d) l'anglei22) L'indice de réfraction du verre estn1= 1,5 et celui de l'air estn2= 1. a) Quelle est la valeur maximale que peut prendrei2? b) Dans ce cas, calculez la valeur correspondante dei1.Nous l'appellerons c) Qu'observeton sii1> ? d) Citez au moins une application du phénomène observé en c). (D'après sujet de Bac Pro Équipement et Installations Électriques Session 1989) Quel est le comportement de la lumière traversant des milieux transparents de natures différentes ? 3/7
http://maths-sciences.fr SL1Exercice 5 L'indice relatif:nverre/air= 1,509. 1) Calculez à 0,1 degré près, pour cet indice, l'angle limite de réfraction. 2) Construisez, sur la figure cidessous, la marche du rayon dans les deux cas suivants, après avoir effectué les calculs nécessaires : a) Le rayon incident est normal à la faceACet pénètre dans le prisme enI1. b) Le rayon incident est parallèle à la faceBCet pénètre enI2. N.B : Les angles des tracés seront appréciés à l° près. A A  I1 I2+ +  45° 45° B CB C (D'après sujet de Bac Pro Productique Bois Session 1991) Exercice 6 On considère un prisme de plexiglas de base triangulaireABC, d'indicen2= 1,55 et un rayon lumineuxSI1l'air ( dans n11) frappant la face = ABune incidence sous i1; l'angle est égal à 30° (voir schéma ciaprès).  B  I1  i1  S  A C 1) a) Siil= 16°, calculez l'angle de réfractiont1au degré près. b) Représentez sur le schéma, la marche du rayon réfractéI1I2dans le prisme, correspondant à cette incidencei1. 2) a) Tracez sur ce schéma, la normale au point d'incidenceI2sur la faceBC. b) Démontrez que l'angle d'incidencei2sur la faceBCest égal à 20°. c) Calculez l'angle limitei2lcorrespondant à la réflexion totale sur la faceBCd) Déduisez si le rayonI1I2subit ou non la réflexion totale sur la faceBC(D'après sujet de Bac Pro Productique Mécanique Session 1992)
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http://maths-sciences.fr SL1Exercice 7 Pour vérifier le bon dosage de l'antigel dans le système de chauffage d’une pompe à chaleur, l’installateur détermine la température de solidification du mélange eauantigel en utilisant un appareil optique basé sur le principe de la réfraction de la lumière. Son mode d’utilisation est schématisé cidessous.
Source : AllCaT Instruments 1)L’angle d’incidence est de40°. Vérifier que la mesure de l’angle de réfraction arrondie àl’unité est 26°. Données:n1(indice de réfraction de l’air) = 1n2(indice de réfraction du mélange eauantigel) = 1,47 2) Sur le schéma suivant, construire, pour un angle d’incidence de 40°, le rayon lumineuxréfracté jusqu’à l’axe gradué donnant la température de solidification du mélange eauantigel. 3) Indiquer alors dans le cadre le résultat obtenu. 4) La norme indique que cette température doit être inférieure ou égale à15°C. Préciser si l'antigel est bien dosé. Justifier la réponse. Température en °C 50 40   30  20 milieu 1 milieu 2  1 0 0 Température= …………..(D'après sujet de BEP MétropoleLa Réunion  Mayotte Secteur 3 Session 2010)
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http://maths-sciences.fr SL1Exercice 8 Monsieur Gérard est attiré par un objet reflétant la lumière au fond de la rivière. Cet objet est un morceau de miroir. Le rayon lumineux traverse deux milieux transparents l'air (nair = 1) et l'eau (neau = 1,33). La situation est schématisée cidessous.
1) Au point A1, la mesure de l’angle d’incidencei1est égal à 35°. Calculer, en degré, la mesure de langle de réfractioni2. Arrondir la valeur au dixième. 2) Pour les questions suivantes, on prendrai2= 26°. a) Placer l'anglei2sur le schéma. b) Sur le schéma précédent,tracer le trajet d'un rayon lumineux issu du soleil jusqu’au miroir.Placer le point d'incidence I sur le miroir. c) En déduire la valeur de l’angleid’incidence du rayon qui arrive sur le miroir.Placer cet angle sur le schéma cidessus. 3)Choisir, parmi les propositions suivantes, la loi d’optique qui s’appliqueau point d'incidence I. Entourer la bonne proposition : Proposition 1: Loi de la réflexion: le rayon incident est réfléchi, l’angle d’incidence est égalà l’angle de réflexion.Proposition 2: le rayon incident provenant du milieu 1 va être dévié: Loi de la réfraction  dans le milieu 2.
4) En déduire la valeur de l’anglerdu rayon réfléchi. 5) Sur le schéma précèdent, tracer le rayon réfléchi au point I. Donnée :Loi de Descartesn1sini1=n2sini2(D’après sujet de BEP Secteur 3 DOM –TOM Session juin 2011) Quel est le comportement de la lumière traversant des milieux transparents de natures différentes ? 6/7
http://maths-sciences.fr SL1Exercice 9 On considère un prisme dont la section principale est un triangleA ABC tel que : AB=AC40°.; = 40° K Un rayon lumineuxSIperpendiculairement à la face arrive BC et ressort parallèlement à luimême par la faceACenK. (voir la figure cicontre). 1) Construire la marche du rayon à travers ce prisme. 2) Expliquer le phénomène optique se produisant sur la faceAB. B I C 3) Calculer les mesures des angles d'incidence et de réfraction enK. 4) Déterminer l'indice de réfraction du prisme. Donnée: indice de réfraction de l'air:na= 1. (D'après sujet de Bac Pro Bâtiment Session 1993)
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anaispaget

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dimanche 21 décembre 2014 - 07:14