Physique 2nd la fibroscopie

[Karen 2nd]

Bonjour! J'ai un problème ! Mon prof de physique 'ma donné un exercice que je n'arrive pas a résoudre.. Pourriez vous m'aider?
IV- Application : Comment la lumière reste confinée dans le cœur de la fibre ?
Une fibre est constituée d’un coeur, d’indice ncoeur= 1,5 entouré d’une
gaine d’indice ngaine= 1,4.
Le faisceau lumineux arrive sur la face d’entrée de la fibre, sous un angle
d’incidence i1 = 30°.
1- Déterminer l’angle de réfraction i2.
2- Quelle est la relation entre les angles i2 et i3 ? En déduire la valeur de i3.
3- Calculer l’angle limite ilim de réflexion totale du coeur vers la gaine :
4- Est-ce que le rayon avec un angle i3 se réfléchit sur la gaine ?

Sur la piece jointe, vous trouverez le dessin representant cet expercice! merci d'avance

[SoS(15)]

Bonjour Karen,

Pour que nous puissions vous aider il faut que vous nous indiquiez sur quelle(s) questions(s) vous êtes en difficulté. Et nous faire part de vos essais de réponses.
A bientôt

Sos(15)

[karen 2nd]

Alors j'ai réussi la question 1 et 2 je pense! Grâce a la loi de descarte j'ai trouvé i2=19° donc i3=71° en utilisant le fait que i1 et i3 sont des angles d'un triangle rectangle! Mais après je reste bloquée :S

[SoS(15)]

Karen,

Vos deux premières réponses sont correctes (les valeurs tout du moins).
Ensuite qu'est ce qui vous bloque ?
Pour la question 3 (qui n'est pas lié à la question 2) Connaissez-vous la définition de l'angle limite ?

Sos(15)

[karen 2Nd]

justement non en fait nous n'avons pas encore fait de leçon. Pourriez vous m'expliquer?

[SoS(15)]

Karen

L'angle limite est l'angle d'incidence pour lequel l'angle du rayon réfracté par rapport à la normale vaut 90 ° (on parle d'émergence rasante car le rayon de sortie -le réfracté- frôle la surface).

Donc il faut que vous calculiez la valeur de cet angle limite lorsqu'on passe du milieu "coeur" vers le milieu "gaine".

Il faut savoir en plus qu'au delà de cette valeur (c'est pour cela qu'elle est dite "limite") aucun rayon n'existe dans le second milieu (la gaine ici) c'est le phénomène de réflexion totale (puisque toute la lumière reste dans le premier milieu -la gaine- alors même que le second milieu est transparent !, c'est magique).

Sos(15)

[karen 2nd!]

Ah je crois avoir compris !!En utilisant la loi de Descartes pour la question 3, sachant que la valeur maximale que peut prendre l'angle refracté est de 90° j'ai trouvé ilim=68.4°. Est ce bien ça? Quant à la question 4, je pense que la rayon ayant un angle i3 peut se réfléchir sur la gaine car il est supérieur a la valeur de l'angle ilim. mais je ne suis pas sûre!

[SoS(15)]

Karen,

Je ne suis pas tout à fait d'accord avec votre valeur numérique (mais presque).
La suite de votre raisonnement est correct, en effet puisque i3 est supérieur à ilim alors le rayon reste dans la gaine.

sos(15)

[Karen 2nd]

D'accord merci beaucoup!! pour le résultat je le referais! :) Merci de m'avoir accordé du temps! Bonne soirée!