Optique géométrique

invitedd471c2e · 10/12/2011, 17h35

Bonjour, je prépare actuellement un examen et en faisant une annale je suis tombé sur un exercice que je n'ai absolument pas pu résoudre.
On place sur une surface d'eau, parallèlement à cette surface, une lame de verre. l indice de réfraction de l'eau est 1.33 celui du verre 1.6. On fait arriver une lumière isochromatique de longueur d'onde 550nm suivant un angle de 70° par rapport à la surface de l'eau ( 20° par rapport à la normale de cette surface). En sortie du système, on analyse les faisceaux réfléchis à la surface de l'eau et du verre. A quelle distance minimale, sous la surface de l'eau fait il placer la lame de verra pour qu'aucune lumière ne soit détectée en sortie du système.

Voila, pour ma part j'ai penser à une réflexion total pour que l'on n'est aucune lumière en sortie du système. J'ai calculer mes angles, mais je ne vois pas comment je peux avoir la mesure d'une distance avec seulement ces informations.
J'ai aussi penser à l'onde évanescente qui fait environ une longueur d'onde, et donc ma lame de verre devrait être à une distance supérieur à une longueur d'onde pour qu'il n'y est pas de réflexion avec l'onde évanescente mais je ne suis absolument pas sur de moi...
Merci d'avance

**phys4** · 10/12/2011, 17h56

La question n'est pas une question d'optique géométrique. L'extinction du faisceau réfléchi ne peut s'obtenir que par interférence entre les rayons réfléchis sur l'eau et sur la lame de verre. Il faut donc calculer la distance pour que le déphasage de l'aller retour dans l'eau soit de $\text{[math]}$ pour l'angle d'incidence dans l'eau qu'il faudra calculer.

Cela suffira t-il ?

invitea3eb043e · 11/12/2011, 07h13

Problème : dans ton énoncé, une fois la lame est SUR la surface, ensuite elle est SOUS la surface ?

**LPFR** · 11/12/2011, 07h51

Bonjour et bienvenu au forum.
Curieux l'utilisation du terme "isochromatique" (de couleur uniforme) pour de la lumière monochromatique.

J'interprète le "SUR la surface" comme une faute de frappe.

Effectivement, Phys4 a raison.
Et il a aussi raison de se demander si ça suffira. Il faudra calculer l'amplitude des champs réfléchis (ou des coefficients de Fresnel) pour l'angle donné (et calculé). Car pour annuler la réflexion il ne suffit pas que la différence de phase soit pi, il faut en plus que les amplitudes soient égales.

Je pense que la personne qui a posé le problème n'est pas au courant de ça.
Au revoir.

A voir en vidéo sur Futura · Aujourd'hui

invitedd471c2e · 11/12/2011, 13h20

Merci pour ces réponses et oui en effet c'est une faute de frappe le sur la surface, c'est bien sous.

Je n'ai absolument pas vu en cours ce dont vous me parlez..
J'ai calculer mon déphasage mais je ne trouve aucune des réponses proposés.
merci quand meme

**phys4** · 11/12/2011, 21h12

Il s'agit sans doute d'un quizz, il pourrait y avoir une erreur de calcul.

Essayons de comparer, je trouve 200 nm, est ce une réponse possible ?

**phys4** · 12/12/2011, 06h47

Envoyé par phys4

Essayons de comparer, je trouve 200 nm, est ce une réponse possible ?

Encore un calcul trop rapide :
Il faut une longueur $\text{[math]}$ pour l'opposition de phase et non $\text{[math]}$ la bonne réponse serait donc 100 nm et non 200

En fait il existe une famille de solutions qui s'écrivent (100 + K*200) nm

**LPFR** · 12/12/2011, 07h01

Bonjour Phys4.
Votre premier résultat (200 nm) était le bon car il y a une inversion de phase à la réflexion sur le verre car l'indice du verre est plus grand que celui de l'eau.

Une autre chose qui cloche dans ce problème est que comme l'incidence n'est pas normale, la réflexion dépend de la polarisation de la lumière (E parallèle à la surface et B parallèle à la surface).
Donc, il est impossible que l'annulation se fasse pour les deux polarisations, et l'énoncé ne dit rien sur l'état de polarisation.
Cordialement,

**phys4** · 12/12/2011, 07h12

Merci pour compléter l'explication, il est certain qu'il y a deux effets différents pour les deux polarisations.

Pour la rotation de phase, je me demande s'il les deux inversions de phase, réflexion sur le verre et réflexion sur l'eau, ne se compensent pas, les variations d'indice sont dans le même sens ?

**LPFR** · 12/12/2011, 07h20

Envoyé par phys4

...
Pour la rotation de phase, je me demande s'il les deux inversions de phase, réflexion sur le verre et réflexion sur l'eau, ne se compensent pas, les variations d'indice sont dans le même sens ?

Re.
Zut! Oui, vous avez raison. Au temps pour moi.
C'est donc bien les 100 nm.
Cordialement,

**phys4** · 12/12/2011, 07h37

Vu qu'il a fallu se mettre à deux pour être sùr de la réponse, cela va dépasser de beaucoup le niveau prévu pour l'examen de "mouska".

Optique géométrique