Expériences
Nous avons eu la chance de pouvoir faire des expériences en rapport avec notre TPE.
Notre but était de recréer une fibre optique "maison", avec un laser et un bloc de gélatine.
Fabrication de la gélatine:
Pour fabriquer un bloc de gélatine il nous faut:
- une casserole
- une barquette
- un verre doseur
- des feuilles de gélatine alimentaire.
On remplit le fond de la barquette d'eau froide puis on place 4 à 5 feuilles de gélatine.
On fait chauffer a feux doux 1/2 litre d'eau dans la casserole. Il ne faut pas que l'eau bout.
On met les feuilles de gélatine mouillées dans la casserole.
Puis on mélange le tout jusqu'à obtenir un
mélange homogène.
On replace le mélange dans la barquette et
on la place au réfrigérateur pendant au moins 12 heures.
Première expérience:
Tout d’abord, il faut réaliser une première expérience pour trouver l’indice de milieu de la gélatine.
Il fallait trouver un angle d'incidence de x°, pour lequel le rayon réfracté rase la surface de la gélatine, l'angle de réfraction atteint sa valeur maximum on obtient l'angle limite de réfraction.
Il nous manquait donc n2, l'indice de milieu de la gélatine.
La formule pour trouver l’indice de milieu est l’autre loi de Descartes:
n2=n1*sin(i)/sin(r)
n1 était l’indice de l’air qui est égale a 1
donc pour trouver l’indice de milieu de la gélatine la formule était :
n2=sin(i)/sin(r)
Nous avons placé un demi-disque gradué contenant de la gélatine et nous avons cherché par tatonnement l'angle pour lequel l'angle limite était atteint et nous avons trouvé : 48°
La gélatine n’était pas parfaite et assez transparente pour voir le rayon réfléchi.
Sur cette deuxièmre photo, on voit le rayon réfracté (point sur le carton) s'approcher du bord du disque et donc proche de l'angle limite.
Deuxième expérience :
Nous avons donc réalisé la deuxième expérience pour reproduire une fibre optique. nous avons découpé un morceau de gélatine, utilisé un rapporteur pour mesurer l’angle d’incidence et un laser.
Nous avons positionné le laser à 48° (angle suffisant pour obtenir la réflexion totale dans ce cas la) devant la gélatine et nous avons pu observer les rayons réfléchis dans la gélatine comme dans une fibre optique. On voit que le rayon se perd au fur et a mesure que le rayon avance dans la gélatine, c'est en partie du au fait qu'il n'y a pas de protection autour de la gélatine et que la gélatine et l'air n'est pas la combinaison idéale pour avoir le minimum de pertes.
