DEMO Étude-de-la-réflexion-totale

Le 20-03-2019

La lumière

Étude de la réflexion totale
On étudie le passage d’un rayon lumineux d’un milieu
très réfringent vers un milieu moins réfringent.

Un

rayon lumineux passe du verre vers l’air. Il frappe un
dioptre en un point I. On fait varier les valeurs de l’angle
d’incidence i.
Pour quelle valeur de i n’a-t-on plus de réfraction ?
Données de l’exercice : n1 = 1, 42 et n2 = 1, 00
Ce phénomène est utilisé pour les détecteurs de pluie
sur les voitures récentes.

Comment les essuis-glaces

peuvent-ils automatiquement se déclencher ?

En

donner une brève explication en sachant que l’eau de
pluie à un indice de réfraction de 1, 35.

Etape 1 : Faire un schéma et l’annoter

Etape 2 : Utiliser la Loi de la réfraction
• En faisant le calcul de l’angle de réfraction, on se
rend compte que sin(r) doit être plus grand que 1,
ce qui est impossible. Cela implique qu’il n’y a pas
de réfraction.
• Sans réfraction, on se trouve dans le cas de la
réflexion totale.

La valeur de l’angle limite est

donnée par :
• ilim = sin−1 ( nn21 ) ou ilim = arcsin( nn21 ).

Etape 3 : Effectuer les calculs

• ilim = sin−1 ( nn21 ) = sin−1 ( 1,00
1,42 ) = 44, 77

• Pour une valeur supérieure à 44, 77◦ , il n’y a plus de
réfraction.

Etape 4 : Le détecteur de pluie : quand il ne
pleut pas
• Il faut se poser la question de ce qui change quand
il pleut.
• Dans le pare-brise, un détecteur est installé.
• Sans pluie, le dioptre de ce détecteur est tout
simplement verre/air. Le récepteur reçoit toute la
lumière émise. On a une réflexion totale.

Etape 5 : Le détecteur de pluie : quand il
pleut
• Quand il pleut, le dioptre devient verre/eau.
• L’indice de l’eau est plus élevé que celui de l’air.
• Donc l’angle limite calculé précédemment n’est
plus le même. L’eau a un indice de 1,33. Si on
recalcule l’angle limite, on obtient 69,49 °.
• Donc quand il pleut, on n’a plus de réflexion totale
mais une simple réfraction. Un simple détecteur
d’intensité lumineuse indique aux essuie-glaces de
se mettre en marche.