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demi-cylindre rempli d’eau
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disque gradué supportant le demi-cylindre
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source lumineuse éclairant le demi-cylindre en son
centre
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générateur (6 ou 12 V)
But : déterminer
l’indice de réfraction de l’eau en déduire la célérité de la lumière dans ce
milieu.
I) réalisation
du montage
Q1) Réaliser le montage expérimental en observant la marche d’un rayon
lumineux . Dessiner le schéma de montage en faisant apparaitre les rayons
incident et réfracté.
Q2) Faire apparaître les angles d’incidence i et de réfraction i’
ainsi que la normale à la surface au dioptre
en prenant une position quelconque pour le disque gradué.
Q3) Rappeler les 2 lois de la réfraction. L’indice de réfraction de
l’eau est noté n’ et l’indice de réfraction de l’air est noté n (avec n = 1)
Q4) Exprimer la valeur de sin i
en fonction de n’ , n et sin i. Quel type de relation lie ses grandeurs ?
Quelle courbe permettrait de déterminer graphiquement la valeur de n’ ? A
quoi correspondrait n’ sur la courbe ?
Q5) Faire varier l’angle d’incidence i en tournant le disque
et en notant à chaque fois la valeur de l’angles i’. Remplir le tableau suivant :
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i1 (°) |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
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i1’ (°) |
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i2 (°) |
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sin i |
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sin i’ |
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Q5) Tracer la courbe sin i en fonction de sin i’ (sin(i) = f (sin(i’ ))
Q6) Déterminer le coefficient directeur ou pente de la courbe. En
déduire la valeur de l’indice de réfraction de l’eau n’.
Q7) A partir de la valeur de n’, trouver la valeur de la célérité de la
lumière dans l’eau. On rappelle que la célérité de la lumière dans le vide est
c = 3,00x108 m.s-1.