Réflexion de la lumière
Exercice 1
Choisir la bonne réponse
1. Le rayon réfléchi :
a. est toujours perpendiculaire au rayon incident.
b. est toujours le symétrique du rayon réfracté par rapport à la surface.
c. forme toujours un angle de $45^{\circ}$ par rapport à la normale.
d. est toujours le symétrique du rayon incident par rapport à la normale.
2. La loi de Descartes sur la réflexion indique que :
a.le sinus de l'angle d'incidence est égal au sinus de l'angle de réflexion.
b.l'angle d'incidence et l'angle de réfraction sont égaux
c.l'angle de réflexion et l'angle d'incidence sont égaux.
d. le sinus de l'angle de réfraction est égal au sinus de l'angle d'incidence
Exercice 2
Un rayon lumineux arrive sur un miroir plan sous une incidence de $30^{\µcirc}$
1. Que signifie «sous une incidence de $30^{\circ}$» ?
2. Quelle est la valeur de l'angle de réflexion ?
3. Quelle est la valeur de l'angle formé par le rayon incident et le rayon réfléchi ?
Exercice 3
Un rayon lumineux se réfléchit sur un miroir en un point $1.$
Son angle d'incidence est égal à $35.$
1. Comment appelle-t-on le point $I$ ? Faire un schéma du dispositif.
Construire le rayon incident en utilisant un rapporteur.
2. Construire le rayon réfléchi en utilisant le rapporteur.
3. Construire le rayon réfléchi en utilisant exclusivement la règle et un compas
Exercice 4
1. Pourquoi une tasse de café, placée sur une petite table dans une pièce ensoleillée, peut-elle produire une tache lumineuse tremblante sur le plafond ?
2. On se promène au bord d'un étang.
2.1. Quelle observation permet de dire que la lumière du Soleil se transmet dans l'eau de l'étang ?
2.2. Quelle observation permet de dire que la lumière du Soleil se réfléchit sur la surface de l'eau ?
Exercice 5
Un homme est debout devant un miroir plan rectangulaire, fixé sur un mur vertical.
Son œil est à $l=1.70\,m$ du sol.
La base du miroir est à une hauteur h au-dessus du sol.
1. Déterminer la hauteur h maximale pour que l'homme voie ses pieds.
2. Comment varie cette hauteur en fonction de la distance d de l'œil au miroir ?
3. Quelle est la hauteur minimale du miroir nécessaire pour que l'homme puisse se voir se voir entièrement, de la tête $\left(1.80\,m\right)$ au pied ?
Exercice 6
Un système optique est constitué de deux miroirs plans, formant entre eux un angle $\alpha$, tel qu'un rayon lumineux incident parallèle à l'un des deux miroirs repart en sens inverse (même support) après avoir subi trois réflexions.
1. Que vaut l'angle d'incidence sur le $1^{er}$ miroir ?
2. En déduire la valeur de l'angle $\alpha$
Exercice 7
On accole deux miroirs plans $M_{1}$ et $M_{2}$ de sorte que leurs surfaces réfléchissantes fassent un angle de $90^{\circ}.$
Un rayon lumineux, issu d'une source $S$, frappe $M_{1}$ en $I.$
1. Tracer le rayon réfléchi sur $M_{1}$ puis sur $M_{2}$
2. Montrer que le rayon incident et le second rayon réfléchi sont parallèles et de sens contraire, quelle que soit la valeur de l'angle d'incidence de $S_{1}$ sur $M_{1}$
Exercice 8
Des réflecteurs à rayon laser ont été déposés à la surface de la Lune lors des différentes missions lunaires Apollo.
Depuis la Terre, on vise un réflecteur à l'aide d'un faisceau laser et on mesure la durée $\Delta t$ séparant l'émission de la réception.
Lors d'une expérience, on a trouvé : $\Delta t=2.51\,s$
1. Déterminer la distance entre les surfaces des deux astres.
2. En déduire la distance entre leurs centres.
Données : rayon de la Terre $6.40^{10}\,km^{3}$, rayon de la Lune $R_{1}=1.75\cdot 10^{3}km.$
$C=3\cdot 10^{8}\,km$
Exercice 9
Un rayon lumineux issu d'une source fixe frappe un miroir plan sous incidence normale.
On tourne le miroir d'un angle $\alpha$ et on observe une déviation angulaire $\beta$ du rayon réfléchi.
1. Que vaut l'angle d'incidence $i$ final ?
2. En déduire $\beta$ en fonction de $\alpha$
Exercice 10
Un rayon lumineux $R$ se propage dans l'air en se réfléchissant successivement sur $3$ miroirs plans $M_{1}$, $M_{2}$, $M_{3}$, perpendiculaires à un plan choisi comme plan de la figure.
Les angles d'incidence en $I_{1}$ sur $M_{1}$ et en $I_{2}$
sur $M_{2}$ valent tous deux $60^{\circ}$ et le rayon $I_{1}I_{2}$ est dans le plan de la figure
1. Que valent les $2$ premières déviations angulaires du rayon ?
2. Quelle doit être l'orientation de $M_{3}$ pour que, après les $3$ réflexions, le rayon réfléchi définitif ait la même direction et le même sens que le rayon incident $R$ ?
