PHYSIQUE 534 – LA RÉFRACTION DE LA LUMIÈRE

« PHYSIQUE 534 – LA RÉFRACTION DE LA LUMIÈRE BUT : Décrire, qualitativement, le phénomène de réfraction de la lumière en déterminant la trajectoire de divers rayons lumineux placés différemment lors du processus de réfraction air-plastique. VARIABLES DU LABORATOIRE : - θ i = angle d’incidence, °, contrôlée, indépendante ; - θ r = angle de réfraction, °, non-contrôlée, dépendante ; MANIPULATIONS : 1.

Avoir en possession une feuille vierge blanche (8 1/2 po x 11 po.) ; 2.

S’équiper d’une règle de 30 cm ainsi que d’un rapporteur d’angles ; 3.

Tracer à l’aide d’un crayon à mine 5 lignes horizontales de 15 cm représentant les 5 dioptres sur la feuille ; 4.

Fermer la lumière de la pièce dans laquelle l’expérimentation est effectuée ; 5.

Insérer le câble électrique de la boîte à rayons dans une prise de courant fonctionnelle ; 6.

Insérer le masque à l’extrémité de la boîte à rayons dans l’encoche prévue à cet effet, puis l’ajuster afin qu’un seul pinceau de lumière puisse être visible ; 7.

Placer le bloc de plastique rectangulaire dans le sens ou l’arête la plus longue du prisme soit directement parallèle à l’une des 5 lignes horizontales (dioptres) tracées antérieurement ; 8.

Positionner aléatoirement la boite à rayons afin que le pinceau lumineux percute le bloc de plastique rectangulaire ; 9.

Analyser le résultat du positionnement du pinceau ; 10.

Tracer précisément 3 points, petits mais visibles, en centre du pinceau de lumière projeté par la boîte à rayons, ce qui représentera de rayon d’incidence et sa direction ; 11.

Tracer 2 points supplémentaires pour le rayon de réfraction an s’assurant qu’ils soient le plus près du bloc de plastique rectangulaire possible ; 12.

Répéter les étapes 7 à 11 en s’assurant de faire varier la valeur (°) des angles d’incidences de sorte qu’ils soient tous différents ; 13.

Retirer le câble électrique de la boîte à rayons de la prise de courant afin d’éviter l’électrocution de cornichons ; 14.

Replacer avec précaution le matériel de façon adéquate dans le chariot prévu à cet effet ; 15.

Rallumer la lumière de la pièce dans laquelle l’expérimentation s’est déroulée ; 16.

S’installer sur une surface plate propice à la réalisation des 5 zones de travail demandées avec le matériel nécessaire ; 17.

Relier les points tracés plus tôt afin de former les rayons lumineux ; 18.

Tracer la normale établie par la loi de la réflexion, pour que celle-ci traverse précisément le dioptre au niveau du point d’intersection des deux rayons lumineux différents ; 19.

Déterminer, à l’aide d’un rapporteur d’angles, les mesures de tous les angles en positionnant son outil de travail par rapport à la normale précédemment tracée ; 20.

Répéter les étapes 17 à 19 pour chacune des zones de travail exigée ; 21.

Procéder à l’analyse ainsi qu’à l’interprétation des résultats obtenus. RÉSULTATS : ANGLE DE RÉFRACTION D’UN MILIEU PAR RAPPORT À SON ANGLE D’INCIDENCE θi θr ° ° ± 0,5 ± 0,5 3,2 1,7 8,9 5,1 9,8 4,9 10,0 6,0 12,6 9,9 27,1 17,9 46,4 30,2 65,0 40,1 73,9 43,2 81,1 48,2 * Les données en gras sont celles recueillies par le meilleur cornichon (moi). θ i = angle d’incidence θ r = angle de réfraction ANALYSE DES RÉSULTATS : Par définition, la réfraction est caractérisée par le changement de direction de la lumière lorsqu'elle change de milieu.

En d'autres termes, la réfraction indique que lorsqu'un rayon de lumière passe d'un milieu à un autre, comme de l'air au plastique, ce rayon de lumière change de direction, mais aussi d’orientation.

Dans un milieu homogène, la lumière se propage toujours en ligne droite (propagation rectiligne).

Cependant, lorsqu’un rayon lumineux change de milieu, une déviation peut être observée.

Dans l’expérimentation faite, nous avons pu observer ce phénomène.

Celui-ci permet (tenant compte du fait que lorsqu’un rayon lumineux passe d’un milieu à un autre, sa vitesse change, puisque la lumière ne voyage pas à la même vitesse dans tous les milieux), en fait, la conservation de la vitesse horizontale de la lumière, même si cette dernière n’a pas la même vitesse vraie.

Nous pouvons donc en tirer un principe simple.

Lorsque la lumière pénètre dans un milieu.... »