Reflexion dans une fibre optique

0_1541188536965_AB8861C6-F3D9-4297-B5B9-D17B29CFFAA1.jpeg Bonjour j'ai besoin d'aide pour cet exercice je ne comprend vraiment pas

Un rayon laser arrive en L, sur le bord d'une fibre ( document ) Donnees : indice de l'air : 1,00 ; Indice du verre : 1,50 ; indice de l'eau 1,33 ; i = 22 degre

La fibre est placee dans l'air

a. calculer l'angle d'incidence i1 du faisceau laser dans la fibre optique, au point L

b. cet angle permet-il une réflexion totale faisceau laser a l'intérieur de la fibre optique ?

c. Dessiner le trajet de la lumière dans la fibre optique

La fibre guide-t-elle encore la lumiere si on la plonge dans l'eau ?

Merci d'avance pour toute aide

Bonsoir uejsoass, Marque de politesse à ne pas oublier !

En quoi est constitué la fibre ? du verre ?
Pour la question a) c'est l'angle de réflexion ou d'incidence qui est demandé ?
i = 22°

@noemi

Ce n'est pas indiquer et ils demande de calculer l'angle d'incidence

@uejsoass,

Donc je suppose que c'est du verre.
a) Pour le calcul de l'angle d'incidence c'est du cours.
i1 = 90-22 = 68°

b) Pour indiquer si la réflexion est totale, il faut connaitre ou calculer l'angle d'incidence limite.
Le cours indique t'il 41,8° pour un trajet verre-air ?
Si oui comme 68° > 41,8° , on conclut .....

@noemi

Nous avons pas vraiment commencer le cours

@uejsoass,

Sans cours c'est difficile, as tu un livre ? une présentation sur la réflexion, la réfraction, l'angle limite ?

Un lien vers un cours : http://bouquins.isabelle.free.fr/dotclear/public/Optique/03 Reflexion Refraction.pdf

@noemi
De ce que j'ai compris si oui comme 68 > 41,8 le rayon lumineux en se refractant s'ecarte de la normal ?

@noemi

Ah non, c'est que le faisceau de lumiere est totalement reflechi ?

@uejsoass,

Oui, le rayon est totalement réfléchie, c'est le phénomène de réflexion totale.

@noemi
Pour la question d'apres c'est des "vagues " en triangles ??

Oui, tu reproduis chaque fois un angle de 68° de part et d'autre de la normale qui est au point de contact du rayon avec le bord de la fibre.

@noemi

et pour la dernière question j'ai l'impression que c'est oui ?

Pour la dernière question, tu calcules l'angle d'incidence limite
1,5 sin $λ\lambda$ = 1,33,
soit un angle d'incidence de 62,5°

je te laisse conclure.

@noemi

J'ai pas compris le calcul

Tu appliques la loi de Descartes
$n_1 sin i_1 = n_2 sin i_2$
L'angle de réfraction limite est $i_2$ = 90°
Trajet du verre dans l'eau
$1,5sin i_1$ = 1,33 sin 90°
donc $sin i_1$ = $1,331,5\dfrac{1,33}{1,5}$ soit un angle de 62,5°

Pour la question b pour le calcul de 41,8°
c'est $1,5 sin i_1$ = 1 sin90°
soit $sin i_1$ = $11,5\dfrac{1}{1,5}$ soit un angle de 41,8°

@noemi

Pour la derniere question ?

Pour la dernière question c'est le début de mon message précédent On trouve un angle limite de 62,5°
Comme 68 > 62,5 c'est encore une réflexion totale.

@noemi

Donc la fibre guide encore la lumiere si on la plonge dans l'eau ?

Oui, c'est encore une réflexion totale.

@noemi

Je comprend pas le calcul pour 41,8

Cette partie est pour la question 1 b)
Tu appliques la loi de Descartes
$n_1sini_1 = n_2sini_2$
L'angle de réfraction le plus grand est 90°
Trajet du verre dans l'air
$1,5 sini_1*= 1 sin90°
d'ou $i_1$ = 41,8°

@noemi

Mais pourquoi quand jle fait je trouve pas 41,8

@noemi

i1 c'est l'angle d'incidence qu'a ete calculer a la question 1

Non,

Le $i_1$ = 41,8 correspond à l'angle d'incidence limite pour qu'il y ait une réfraction. j'aurais pu le noter $i_1l$ .
Pour la première question : $i_1$ = 90 - 22 = 68° c'est l'angle formé par la normale (le trait pointillé) et le rayon incident.

@noemi

ah daccord mais a la calculatrice je trouve pas 41,8

Tu trouves combien ?

@noemi

0,92 et 1.18 je sais pas utiliser cette formule

C'est un problème d'utilisation de la calculatrice.
la calculatrice doit être en mode degré et tu tapes
inv sin(1/1,5)
Essais

@noemi

comment on la met en mode degre ( c une ti-82)

Touche "mode" et tu surlignes "Degré"

@noemi

et apres je met quoi comme calcul ?

Tu appliques la séquence :
2nde sin (1/1,5) puis entrer

@noemi
j'ai trouver

donc sur ma feuille j'ecris

1,5 * sini1 = 1 *sin90

C'est correct.

@noemi

merci beaucoup

@uejsoass

J'espère que tu as tout compris.

@noemi mais pourquoi le 90 degre n'intervient pas sur la calculatrice ?

sin90° = 1 donc l'équation devient
1,5* sin i1l = 1 et
sin i1l = 1/1,5
équation que tu résous à la calculatrice avec la séquence que je t'ai indiquée.

@noemi

du coup a chaque fois qu'il faut utiliser la formule i2 = 90 degre et i1 ya rien ??

C'est pour chaque fois que tu cherches l'angle d'incidence pour avoir un angle de réfraction de 90°.
Si l'angle d'incidence est supérieur à celui trouvé, il n'y a plus de réfraction et il reste juste une réflexion. C'est dans ce cas que l'on parle de réflexion totale.

@noemi

d'accord merci beaucoup pour vos explications et votre aide

Ok, à une prochaine fois si tu le souhaites.