EXERCICE

Prisme

On dirige un faisceau laser sur un prisme équiangle déposé sur une table horizontale. Une partie du faisceau frôle le sommet du prisme et l'autre partie traverse le prisme et en ressort parallèle à la surface de la table. Les deux spots lumineux obtenus sur le mur situé à 2,0 m du sommet du prisme sont espacés de 1,0 m. Déterminez la valeur de l'indice de réfraction du prisme.

 

fig_prisme-table.gif (5794 octets)

 

Solution :

Un petit peu de géométrie permet d’établir les angles des rayons à l’entrée et à la sortie du prisme.

 

fig-prisme-detail.gif (5598 octets)

Soit n l’indice de réfraction du prisme et 1 l’indice de l’air.

La loi de la réfraction appliquée à la première face donne :

image241.gif (1065 octets) ou encore image242.gif (1018 octets) (1)

À la seconde face, on écrit :

 

image243.gif (1019 octets) ou encore image244.gif (986 octets) (2)

Divisant l’équation (1) par l’équation (2), cela devient :

image245.gif (1542 octets)

Divisant la partie droite par image246.gif (879 octets), ceci devient :

image247.gif (1155 octets)

Cette équation permet d’écrire : image248.gif (1069 octets)

Dont la solution est : image249.gif (961 octets)

Retournant dans l’équation (1), on obtient finalement : n = 1,34

 

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