REFLEXION TOTALE ET FIBRE OPTIQUE
TP : Réflexion totale et fibre optique (1H30). L'étude de la ... Applications du
phénomène de réflexion totale : fontaine lumineuse, fibre optique. .... Cet examen
étudie les structures articulaires (cartilages, ménisques, ligaments) afin de :.
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TP : Réflexion totale et fibre optique (1H30)
Létude de la réfraction dun point de vue théorique nest pas étudiée ici. Les élèves doivent simplement constater avec une lanterne et un hémicylindre, les conditions dune réflexion totale (observations qualitatives et non quantitatives).
Applications du phénomène de réflexion totale : fontaine lumineuse, fibre optique.
A partir dun site Internet, les élèves effectuent une recherche documentaire sur les applications médicales (travail à la maison).
REFLEXION TOTALE ET FIBRE OPTIQUE
1. REFRACTION ET REFLEXION (expérience élève)
1.1 Expérience (rappel de seconde)
Un rayon lumineux passant d'un milieu transparent à un autre milieu transparent change de direction : c'est le phénomène de réfraction.
Remarque : la réfraction s'accompagne toujours d'une réflexion.
1.2 Mesures
Vérifier que lon obtient i1 = i et i1 ¹ð i
Pour quelles valeurs de i1 observe-t-on un phénomène de réfraction ?
1.3 Indice de réfraction d un milieu transparent
Chaque milieu transparent est caractérisé par une grandeur appelée indice de réfraction, notée n.
exemples :
n(air) = n(vide) = 1
n (verre) = 1,5
1.4 Conclusion
On a observé un phénomène de réfraction accompagné dune réflexion pour toutes les valeurs de i1. Dans les cas où lindice du milieu n°1 est inférieur à lindice du milieu n°2, seule une partie de la lumière incidente est réfléchie.
2. LA REFLEXION TOTALE (expérience élève)
2.1 expérience :
milieu 1 : le verre n = 1,5
milieu 2 : lair n = 1
On utilise lhémicylindre en plexiglas
A partir des observations expérimentales, compléter le schéma pour i1 = 35°.
Compléter le schéma pour i1 = 60 °.
A partir de quelle valeur de i1 (notée ilimite) nobserve-t-on plus de rayon réfracté ?
Que devient alors la lumière incidente (observer le rayon réfléchi)
2.2 Conclusion
Un rayon lumineux peut subir une réflexion totale en passant dun milieu transparent à un autre milieu transparent dindice plus petit.
La réflexion totale se produit si i1 > ilimite. SHAPE \* MERGEFORMAT
3. LA LUMIERE GUIDEE
3.1 La fontaine lumineuse (expérience professeur)
Noter les observations quand on laisse leau couler.
3.2 La fibre optique (expérience professeur ou élève)
Une fibre optique est un fil de verre transparent très fin qui a la propriété de conduire la HYPERLINK "http://fr.wikipedia.org/wiki/Lumi%C3%A8re" \o "Lumière" lumière.
On utilisera la lumière du laser.
Questions :
peut-on voir la lumière se propager dans lair ?
voit-on la lumière se propager dans la fibre optique ?
quobserve-t-on à lextrémité de la fibre optique ?
schématiser le trajet dun rayon lumineux dans la fibre optique.
4. APPLICATIONS MEDICALES
Travail personnel : trouver trois applications médicales qui utilisent la fibroscopie.
HYPERLINK "http://www.doctissimo.fr/html/sante/imagerie/cystoscopie.htm" http://www.doctissimo.fr/html/sante/imagerie/cystoscopie.htm
fiche réponse :
Lendoscopie consiste à introduire une fibre optique (ou "endoscope") dans un conduit ou une cavité de lorganisme. Cette technique est le plus souvent utilisée pour rechercher visuellement la cause dun trouble.
4.1 La fibroscopie oeso-gastro-duodénale
Son principe consiste à explorer la paroi interne (muqueuse) de la partie supérieure du tube digestif : oesophage, estomac et duodénum (toute première portion du petit intestin) à l'aide d'un endoscope (fibre optique) introduit par la bouche.
L'appareil optique (endoscope) se compose d'un câble souple de quelques millimètres de diamètre muni d'une fibre optique. Il possède une source lumineuse à l'une de ses extrémités. Les plus performants utilisent une mini caméra et sont connectés à un écran vidéo. Ils peuvent être équipés de pinces afin de réaliser des prélèvements pour une analyse en laboratoire. Un système de commande permet à l'extrémité de l'endoscope de pivoter pour aider la progression en suivant les courbures de l'intestin.
4.2 La fibroscopie bronchique
Son principe consiste à explorer une articulation à laide dun endoscope à fibre optique introduit directement dans larticulation.
On réalise des arthroscopies essentiellement au niveau du genou et de lépaule.
Cet examen étudie les structures articulaires (cartilages, ménisques, ligaments) afin de :
déceler les anomalies.
effectuer des prélèvements.
réaliser de petits gestes chirurgicaux (suture dun ménisque, ablation de débris, lavage articulaire
).
4.3 La cystoscopie
Son principe consiste à explorer la paroi interne de la vessie à laide dun endoscope (fibre optique) introduit par les voies urinaires.
.
Elle recherche :
un cancer.
des polypes.
une inflammation ou infection.
une malformation
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