Fibre optique en gélatine
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Version du 24 janvier 2012 à 14:10
Sommaire |
Présentation de l'expérience
Comment fabriquer une fibre optique?
Matériel
- Un laser (exemple : pointeur laser ou laser porte clés)
- Des feuilles de gélatine alimentaire
- Un frigidaire
L'expérience
La manipulation
Préparer de la gélatine en suivant les instructions du paquet (mettre plusieurs feuilles). Afin d'accélérer de processus de gélatinisation vous pouvez utiliser un congélateur, mais faites attention de ne pas la laisser trop longtemps(environ 1h15). Une fois la gélatine suffisamment compact, découpez une lamelle. Placez le rayon laser devant votre lamelle en faisant varier son angle d'entrée.
Que voit-on ?
Le rayon laser rebondit sur les bords de la gélatine.
Explications
De manière simple
Suivant l’angle avec lequel le rayon arrive dans la gélatine il rebondit, ou non, sur les bords de la gélatine. Le rayon, allant de rebond en rebond, est donc guidé.
Questions sans réponses
Allons plus loin dans l'explication
Tous les milieux ont un indice optique, par exemple l’indice du vide est égal à 1.On considère que l’air qui nous entoure à le même indice. Tous les autres milieux ont un indice supérieur à 1.
Un rayon lumineux peut toujours passé d’un milieu A d'indice n1 à un milieu B d'indice n2, si l’indice de A est inférieur à l’indice de B (par exemple de l’air vers la gélatine). Par contre l’inverse n’est pas toujours vrai : c’est ce qui se passe dans notre expérience.
Quand un rayon passe d’un milieu plus réfringent (exemple : la gélatine) vers un milieu moins réfringent (exemple : l’air) il existe un angle limite de réflection totale :
angle limite = arcsin(n2/n1) avec n1>n2.
Au delà de cet angle d'incidence le rayon est entièrement réfléchit.
Liens avec d'autres expériences
Expériences sur Wikidébrouillard
Autres expériences
Sur le site Scientibus de l'université de Limoges :
Applications : liens avec le quotidien
C'est sur le même principe que les informations circulent dans les réseaux de fibres optiques sous marins trans-atlantique par exemple. On transmet les informations sous forme de signaux lumineux en les ré-amplifiant de temps à autre. Comme la vitesse de la lumière est de 300 000 km/s, l'information est très rapidement transmise !
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