Réflexion totale interne à l'interface verre-air de classe de 1ère
Terminale Technologique · Physique-Chimie Terminale Technologique
À retenir
• Loi de Descartes : n_1 (i_1) = n_2 (i_2). • Condition 1 de réflexion totale : passer d'un milieu plus réfringent vers un milieu moins réfringent (n_1 > n_2). • Angle limite : (i_lim) = n_2/n_1. • Condition 2 de réflexion totale : angle d'incidence supérieur à l'angle limite (i_1 > i_lim). • Réflexion à 100\,\% sans aucune perte d'énergie réfractée.
Le cours
1. Lois de Snell-Descartes pour la réfraction À la traversée du dioptre plan séparant un milieu d'indice n_1 d'un milieu d'indice n_2, un rayon incident sous l'angle i_1 par rapport à la normale donne un rayon réfracté sous l'angle i_2 régi par : n_1 (i_1) = n_2 (i_2) Si le premier milieu est plus réfringent que le second (n_1 > n_2, par exemple du verre vers l'air), le rayon s'écarte de la normale (i_2 > i_1). 2. Angle limite et réflexion totale Lorsque l'angle de réfraction atteint sa valeur maximale théorique i_2 = 90^ (rayon rasant), l'angle d'incidence atteint l'angle critique limite i_lim : n_1 (i_lim) = n_2 (90^) = n_2 (i_lim) = n_2/n_1 • Si i_1 > i_lim : il n'y a plus aucun rayon réfracté. La lumière est réfléchie à 100\,\% dans le premier milieu : c'est la réflexion totale interne. • La réflexion totale est sans perte optique (contrairement aux miroirs métalliques qui absorbent toujours une fraction de l'intensité). 3. Principe du guidage de la lumière Ce phénomène est à la base du fonctionnement des fibres optiques, des prismes à réflexion totale des jumelles et des capteurs de pluie automobiles.
Dans ce chapitre
- Réflexion totale interne à l'interface verre-air de classe de 1ère
- Échantillonnage temporel et signal numérique de classe de 1ère
- Puissance électrique d'un signal sinusoïdal et charge adaptée de classe de 1ère
- Structure d'une chaîne de transmission d'information et bilan des pertes
- Fibre optique à saut d'indice et ouverture numérique de guidage
- Atténuation linéique en décibels par kilomètre dans un guide optique
- Dispersion chromatique dans une fibre optique et bande passante
- Propagation hertzienne en espace libre et antennes dipolaires adaptées
- Nécessité de la modulation haute fréquence pour la transmission radio
- Modulation d'amplitude analogique : porteuse, signal modulant et taux de modulation
- Spectre fréquentiel d'une onde modulée en amplitude et encombrement spectral
- Démodulation d'amplitude par détection d'enveloppe et filtrage passe-bas
- Théorème d'échantillonnage de Shannon-Nyquist et numérisation sans repliement
- Bilan : Synthèse et méthode sur Transmission de l'information, fibres optiques, télécommunications et modulation