Propagation d'une radiation dans l'eau

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Une radiation lumineuse monochromatique, de longueur d'onde dans le vide , pénètre dans l'eau dont l'indice de réfraction est . On donne .

Radiation monochromatique passant du vide dans l'eauSchéma du passage d'une radiation lumineuse du vide dans l'eau. La partie gauche de la figure représente le vide, la partie droite un bloc d'eau bleu clair ; une ligne verticale marque la surface de séparation. Un rayon horizontal traverse les deux milieux. De part et d'autre de la surface, une sinusoïde figure l'onde : à gauche ses oscillations sont plus espacées, à droite elles sont plus resserrées, car la longueur d'onde diminue dans l'eau. La fréquence, elle, est la même des deux côtés — c'est le point que l'exercice met en évidence.Passage d'une radiation du vide dans l'eauLa fréquence est imposée par la source ; la longueur d'onde dépend du milieuvideeau (n = 1,33)λ₀λDonnéesλ₀ = 500 nm (dans le vide)n = 1,33 (eau)c = 3,00×10⁸ m/sν, v et λ : à calculerLe tracé est à l'échelle : λ y est bien 1,33 fois plus courte que λ₀.
En changeant de milieu, la longueur d'onde change mais la fréquence ne change pas : c'est la source qui l'impose, pas le milieu.

1. Calculer la fréquence de cette radiation.

2. Calculer la célérité de la lumière dans l'eau.

3. Calculer la longueur d'onde de cette radiation dans l'eau.

4. Cette radiation change-t-elle de couleur en passant de l'air à l'eau ? Justifier la réponse.

Indices

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1 Indice 1
La fréquence se calcule dans le vide par $\nu = \dfrac{c}{\lambda_0}$, puis la célérité dans l'eau par $v = \dfrac{c}{n}$.
2 Indice 2
En changeant de milieu, la longueur d'onde change mais la fréquence ne change pas : c'est la source qui l'impose. La couleur perçue suit la fréquence.

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La méthode — par où commencer

La fréquence se calcule dans le vide par , puis la célérité dans l'eau par .

En changeant de milieu, la longueur d'onde change mais la fréquence ne change pas : c'est la source qui l'impose. La couleur perçue suit la fréquence.

La rédaction complète, étape par étape, se trouve juste en dessous.

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