Indice de réfraction par la loi de la réfraction
Mesurez l’angle d’incidence dans l’air θ₁ et l’angle de réfraction dans le verre θ₂. D’après la loi de la réfraction n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂ (n₁ = 1), l’ajustement linéaire de sin θ₂ en fonction de sin θ₁ a pour pente 1/n₂.
Objectif
Déterminer l’indice de réfraction du verre n₂ à partir de plusieurs angles d’incidence : la pente du graphe sin θ₂(sin θ₁) vaut 1/n₂.
Matériel
- Interface air–verre
- Rapporteur (modèle)
Expérience
Théorie
Loi de la réfraction : n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂. Avec n₁ = 1 (air), sin θ₂ = (1/n₂) sin θ₁ — une droite passant par l’origine dans le plan (sin θ₁, sin θ₂), de pente 1/n₂.
Mode opératoire
- Réglez l’angle d’incidence avec le curseur ; relevez des couples (θ₁, θ₂) en degrés (léger bruit de rapporteur).
- Recommencez pour au moins 6 angles différents, répartis uniformément sur l’intervalle disponible.
- Le tableau calcule sin θ₁ et sin θ₂. Vérifiez l’ajustement linéaire de sin θ₂(sin θ₁).
- Calculez n₂ = 1/pente (n₁ = 1).
- Comparez à l’indice de réfraction de référence du verre et formulez la conclusion.
Conclusion
L’indice de réfraction trouvé s’accorde avec celui du verre du modèle dans les limites de la tolérance. Principales incertitudes : lecture des angles et idéalisation d’une interface plane sans diffusion.