Prisme
Le prisme :
L'indice du milieu qui constitue le prisme a un indice n > 1.
Le prisme d'angle au sommet A est
placé dans un milieu d'indice 1.
Un rayon incident émerge après deux réfraction en
faisant l'angle D avec sa direction initiale.
Etablissez les relations :
sin i1 = n sin r1
sin i2 = n sin r2
r1 + r2 = A
D = i1 + i2 – A
Pour qu'il existe un rayon émergent, il faut que r2 soit inférieur à
l'angle limite l tel que sinl
= 1/n sinon, il y a réflexion totale sur la seconde face du prisme.
En écrivant les différentielles des quatre équations du prisme, montrez que
la déviation présente un minimum Dm quand i2 = i1.
En déduire l'expression de n en fonction de A et de Dm.
La variation d'indice avec la longueur d'onde l
peut être représentée par la formule de Cauchy n = a + b/l².
En différentiant les relations du prisme, montrez que le rouge est moins dévié
que le violet par le prisme.
L'applet :
La liste de choix permet de visualiser le tracé des rayons avec une source monochromatique , la dispersion du prisme (lumière blanche)
ou la courbe de variation de la déviation en fonction de l'angle d'incidence.
L'angle A est égal à 60°.
Une zone de saisie permet de modifier la valeur de l'indice n.
Pour changer l'angle d'incidence sur le prisme,
glissez avec la souris le gros point, situé à l'origine du rayon incident, le long du bord vertical
gauche.
Dans le mode "dispersion", les valeurs de l'indice en fonction de la longueur d'onde utilisée sont :
n = 1,612 (0,768 µm) ; 1,623 (0,589 µm) ; 1,629 (0,540 µm) ; 1,635 (0,486 µm) ; 1,646 (0,434 µm)
Goniomètre
utilisé pour l'étude du prisme.
Sur la droite on trouve une fente source
placée au foyer d'une lunette qui permet d'éclairer le prisme en lumière parallèle.
A
gauche, on trouve une lunette de visée. L'oculaire est réglé sur le plan focal
de l'objectif d'entrée.
Sous la lunette de visée on trouve un viseur
pointé sur un cercle gradué qui permet la mesure de la position de la lunette
de visée.
Un vernier permet de faire les pointés avec une précision de quelques
minutes d'angle.
Le prisme est placé sur la plate-forme centrale.
Des vis de réglage permettent de rendre l'arête du
prisme parallèle à l'axe de rotation.
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