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Optique et ondes · GCSE Physique Thème 6

Simulateur de réfraction et de loi de Snell-Descartes

Simuler la réfraction de la loi de Snell : tracé de l'air vers l'eau/rayon de verre, pêcheur qui lance sous des poissons virtuels, ciblage laser direct, et réflexion interne totale.

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Calcul local · Privé
Laboratoire scientifique interactif Physique pure côté client et calcul mathématique. Les entrées sont traitées localement sans stockage de données personnelles.
Étape de simulation 3D● 60 FPS
Préréglages et pièges communs :

Contrôles des paramètres

°
m

Dérivations et métriques en direct

Angle réfracté θ2
--
Angle critique
--
Profondeur apparente
--
Phénomène TIR
--
Calcul de la formule en temps réel
Formule de calcul: --
Substitution: --
Régime : --

Exemples travaillés et question d'examen Plongée profonde

Problème travaillé

Problème : La lumière pénètre dans le verre (n=1.414) au 45° de l'air. Trouver l'angle de réfraction et l'angle critique.
Dérivation étape par étape :
  1. 1.0*sinus(45°) = 1.414*sinus(θ2) => péché(θ2) = 0.5 => θ2 = 30° Silence de l ' angle critique(θc) = 1/1.414 => θc = 45°.

Problème travaillé

Problème : Une piscine est 2m profonde (n=1.333). Vue d'en haut, quelle est la profondeur apparente du fond ?
Dérivation étape par étape :
  1. Profondeur apparente h_app = h_real / n = 2 / 1.333 1,5m. Le bassin semble moins profond de 0,5 m qu'il l'est.

Feuille de travail et problèmes de pratique

Q1. Variante 1: Vue par un plongeur qui regarde de l'eau, les arbres de rivage semblent-ils plus grands ou plus courts?
Q2. Variante 2: Quelles sont les deux conditions nécessaires à la réflexion interne totale? Comment les fibres optiques l'utilisent-elles?
Q3. Variante 3 : La lumière traverse une dalle de verre plate. Qu'arrive-t-il au rayon de sortie par rapport au rayon incident ?

Foire aux questions et idées fausses

Pourquoi une lance nécessite-t-elle de viser au-dessous du poisson alors qu'un laser a besoin d'un objectif direct?
La lance voyage en ligne droite, sans aucune réfraction. Le laser est léger, et par la réversibilité de la lumière, réfractaire le long du chemin identique de retour au vrai poisson.
Pourquoi les routes asphaltées chaudes semblent-elles avoir des flaques d'eau au loin en été?
Un mirage inférieur. Le blister chauffe l'air de surface, abaissant l'indice de réfraction. La lucarne descendante subit une réfraction interne totale, créant des reflets illusoires.
Pourquoi les diamants brillent-ils beaucoup plus brillamment que les pierres précieuses en verre?
Les diamants ont un indice de réfraction élevé (n=2,42) et un petit angle critique (24,4°). La lumière subit de multiples réflexions internes totales avant de sortir.
Pourquoi une baguette immergée dans l'eau semble-t-elle courbée vers le haut à la surface?
La lumière venant de la section submergée s'incline loin de la normale à la sortie de l'eau. La profondeur apparente est plus faible, ce qui rend le bâton plié.