Fibre optique en gélatine
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Le rayon laser rebondit sur les bords de la gélatine. | Le rayon laser rebondit sur les bords de la gélatine. | ||
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| - | 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 | + | 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 a le même indice. Tous les autres milieux ont un indice supérieur à 1. |
| - | Un rayon lumineux peut toujours | + | Un rayon lumineux peut toujours passer 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 [http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9flexion_totale | + | 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 [http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9flexion_totale réflexion totale] : |
angle limite = arcsin(n2/n1) avec n1>n2. | angle limite = arcsin(n2/n1) avec n1>n2. | ||
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*[http://www.unilim.fr/scientibus/36manips/fiche.php?num_manip=14&video=oui Fibre optique liquide] | *[http://www.unilim.fr/scientibus/36manips/fiche.php?num_manip=14&video=oui Fibre optique liquide] | ||
*[http://www.unilim.fr/scientibus/36manips/fiche.php?num_manip=15&video=oui Fibre optique plastique] | *[http://www.unilim.fr/scientibus/36manips/fiche.php?num_manip=15&video=oui Fibre optique plastique] | ||
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| + | C'est sur le même principe que les informations circulent dans les réseaux sous-marins de fibres optiques trans-atlantiques 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 transmise très rapidement ! | ||
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Version du 27 mars 2013 à 12:49
Sommaire |
Présentation de l'expérience
Comment fabriquer une fibre optique ?
Matériel
-
Une bouilloire
-
De l'eau
- Un laser (exemple : pointeur laser ou laser porte clés)
- Des feuilles de gélatine alimentaire
-
Un réfirigérateur
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 réfrigérateur, mais faites attention de ne pas la laisser trop longtemps (environ 1h15).
- Une fois la gélatine suffisamment compacte, y découper une lamelle.
- Placer le rayon laser devant la 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 à travers la fibre (ici en gélatine).
Questions sans réponses
- Pourquoi utilise-t-on un laser et non pas une banale ampoule électrique ?
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 a le même indice. Tous les autres milieux ont un indice supérieur à 1.
Un rayon lumineux peut toujours passer 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 réflexion totale :
angle limite = arcsin(n2/n1) avec n1>n2.
Au delà de cet angle d'incidence, le rayon est entièrement réfléchi.
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 sous-marins de fibres optiques trans-atlantiques 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 transmise très rapidement !
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