NOM : 1pro OL, M SERRE DATE :
SON ET LUMIERE 1 (SL1) : COMMENT DEVIER LA LUMIERE ? TP3 : Étude de la déviation d'un rayon lumineux au travers d'un prisme
FICHE ELEVE
Compétences et capacités évaluées :
Réaliser : déterminer expérimentalement la déviation d'un rayon lumineux traversant un prisme.
Réaliser (TIC) : utiliser l'ordinateur pour placer des points dans un repère et extrapoler une courbe.
Valider : critiquer un résultat en comparant avec la théorie.
Matériel :
• Laser
• Prisme équilatéral d'indice n = 1,55
• Feuille A4 (4e page) où un rapporteur de 360° est dessiné
Problématique : mesurer la déviation d'un rayon lumineux à travers un prisme équilatéral comme le montre le schéma ci-dessous.
Protocole expérimental :
1. Étude d'un cas particulier sur un prisme équilatéral.
• Placer le prisme sur la feuille A4 où est le
rapporteur de façon à avoir l'angle d'incidence du laser (i1) qui soit de 50° (voir schéma ci-contre).
• Régler le rayon du laser de façon à avoir cet angle d'incidence i1 = 50°.
• Tracer la normale au point visé par le laser ;
• Tracer le rayon incident I1 ;
• Tracer le rayon réfracté R2 (que l'on appelle émergent) ;
• Prolonger vos tracés afin de mesurer l'angle de déviation D.
• L'angle de déviation D mesuré est : D = …...
• La théorie dit que D = 41,68° pour un angle d'incidence i1 = 50°. La valeur mesurée est-elle en accord avec la théorie ?
…...
…...
Appel n°1 : appeler l'enseignant pour montrer votre feuille A4, votre mesure et votre réponse.
2. Étude du cas général
• Faire varier l'angle d'incidence i1 et mesurer alors la déviation D.
Compléter le tableau suivant.
i1 (°) 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
D (°)
• Représenter D = f(i1) à l'ordinateur en utilisant "Calc" ou "Classeur" de LibreOffice. (réécrire le tableau, faire un "diagramme" en "XY (dispersion)" "série de donnée en ligne", insérer une courbe de tendance en puissance -en cliquant "droit" sur un des points du graphique- et afficher l'équation)
• Préciser le minimum de déviation du prisme, c'est à dire la déviation minimum entre le rayon incident et le rayon émergent.
…...
…...
Appel n°2 : appeler l'enseignant pour lui montrer vos réponses et lui rendre les deux feuilles.
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r1 i2 r2 D
N
N I1
R2 60° 60°
60°
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