Réfraction et réflexion totale dans une fibre optique

Facile
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Énoncé

Un rayon lumineux passe de l'air () dans un verre d'indice , avec un angle d'incidence . On donne et .

1. Énoncer la loi de la réfraction et calculer l'angle de réfraction .

2. Le rayon se propage ensuite dans le verre et arrive sur une face de sortie avec un angle d'incidence de . Montrer qu'il ne peut pas sortir.

3. En déduire le principe de la fibre optique.

Indices

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1 Indice 1
La loi de la réfraction s'écrit $n_1\sin i_1 = n_2\sin i_2$. En entrant dans un milieu plus réfringent, le rayon se rapproche de la normale.
2 Indice 2
À la sortie, le rapport $\dfrac{n_2 \sin i}{n_1}$ dépasse $1$ : aucun angle ne convient, il y a réflexion totale. C'est tout le principe de la fibre.

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La méthode — par où commencer

La loi de la réfraction s'écrit . En entrant dans un milieu plus réfringent, le rayon se rapproche de la normale.

À la sortie, le rapport dépasse : aucun angle ne convient, il y a réflexion totale. C'est tout le principe de la fibre.

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

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