CONTRÔLE OPTIQUE

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NOM : 2proOL, M SERRE, Jeudi 16/01/2020

CONTRÔLE OPTIQUE PROBLÉMATIQUE 1 (sur 16 points)

Tout le monde a pu observer le phénomène de la paille qui parait brisée lorsqu'elle est penchée dans un verre d'eau. Comment expliquer ce phénomène ?

I. Recherche personnelle (SUR 3,5 POINTS) .

I.1. A quel endroit la paille parait-elle brisée ? S'APPROPRIER (0,5)

...

I.2. Comment expliqueriez-vous ce phénomène (à votre avis) ? ANALYSER (1)

…...

I.3. La situation proposée peut être modélisée par l'une des deux expériences ci-dessous.

Dire laquelle. Justifier votre choix. ANALYSER (1)

…...

Expérience 1 Expérience 2

I.4. Quel est le matériel nécessaire, utilisé au lycée, pour vérifier cette expérience ?

…...

Appel n°1 : appeler l'enseignant pour lui montrer vos réponses et récupérer les pages 2 et 3.

Page 1 / 3 Cuve demi-cylindrique

contenant de l'eau

RÉALISER (1)

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CONTRÔLE OPTIQUE

II. Expérimentation et conclusion (SUR 12,5 POINTS).

II.1. L'expérience retenue est la 1.

• Prendre le matériel sur la table et le mettre en place sur votre paillasse.

• Allumer la source lumineuse en respectant les polarités (ou le laser) et la régler de telle façon que le rayon incident et le rayon réfracté passent tous les deux par 0.

• Régler le dispositif afin que le rayon incident arrive au centre I sous un angle d'incidence i1 = 20°.

• Mesurer la valeur i2 de l'angle de réfraction (à 0,5 près) : RÉALISER (2,5)

i2 = ...

Appel n°2 : appeler l'enseignant pour faire vérifier le montage et la valeur de i2.

II.2. Mesurer et noter les angles de réfraction pour les angles d'incidence demandés dans le tableau

ci-dessous. RÉALISER TP (3)

II.3. Compléter la ligne sin i1 dans le tableau ci-dessous. RÉALISER TIC (1)

II.4. Compléter la ligne sin i2 dans le tableau ci-dessous. RÉALISER TIC (1)

II.5. Compléter la ligne sini₁

sini₂ dans le tableau ci-dessous RÉALISER TIC (1,5)

Précision demandée

Angle incident i1 (°) 0 20 35 50 75 0,5 près

Angle réfracté i2 (°) 0,5 près

sin i1 0,001 près

sin i2 0,001 près

sini₁

sini₂ 0,1 près

Appel n°3 : appeler l'enseignant pour faire vérifier le tableau.

II.6. Calculer la moyenne de la dernière ligne du tableau. COMMUNIQUER (1)

…...

II.7. On suppose que la moyenne de la dernière ligne du tableau (sin i1 / sin i2) est 1,33.

Connaissant la formule n1 sin i1 = n2 sin i2 et sachant que l'indice de l'air est 1, donner la valeur de

l'indice de l'eau n2. COMMUNIQUER (0,5)

…...

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CONTRÔLE OPTIQUE

II.8. Répondre à la problématique 1 : "Comment expliquer le phénomène de la paille qui semble brisée quand elle est penchée dans un verre d'eau ?"

Une vraie et complète explication est nécessaire pour avoir les 2 points. VALIDER (2)

…...

PROBLÉMATIQUE 2 (sur 4 points)

Calculer un angle de réfraction d'un rayon lumineux.

Un rayon lumineux passe de l'air dans de la glycérine (d'indice de réfraction 1,47) selon le schéma ci-contre.

1) Donner la loi de la réfraction (loi de Descartes). S'APPROPRIER (0,5)

…...

2) Comment s'appelle la droite en pointillés ? S'APPROPRIER (0,5)

…...

3) En utilisant cette loi de Descartes, calculer l’angle de réfraction dans la glycérine de ce rayon lumineux (à 0,01

degré près). RÉALISER (3)

…...

Page 3 / 3 Glycérine

1,47 38°