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Démonstration expérimentale de la loi de la réflexion de la lumière

La Nature N°756 — 26 Novembre 1887

dimanche 2 octobre 2011, par gloubik

En dépit du titre de cette notice, il va être question d’un appareil, mais d’un petit appareil facile à construire.

Il s’agit de vérifier la loi de la réflexion : L’angle d’incidence égale l’angle de réflexion. Nous empruntons la description à une note de M. T. O’Conor Sloane publiée dans le Scieniific American.

On découpe un disque de bois circulaire, et l’on en enlève une partie de façon à en conserver une partie un peu plus grande que le demi-cercle. On perce en son centre un trou de 20 à 25 millimètres de diamètre et l’on y fixe un cylindre de bois de même diamètre qu’on laisse dépasser d’environ 25 millimètres ; on enlève ensuite exactement la moitié de la partie qui dépasse en ne laissant qu’un demi-cylindre au-dessus du niveau du disque. Cette pièce de bois est alors maintenue en place à l’aide de colle ou d’une vis, en ayant soin que son plan diamétral soit aussi parallèle que possible avec le bord droit de la planchette. On fixe alors provisoirement un morceau de glace plane étamée contre la partie plane du demi-cylindre de bois, et l’on tend un fil à plomb en avant du miroir, en le déplaçant le long du cercle jusqu’à ce qu’il cache sa propre image dans le miroir. C’est le zéro, que l’on a soin de marquer ; à partir de ce zéro ainsi déterminé, on trace une série de divisions égales, de chaque côté, et on les numérote à partir du zéro commun.

On coupe ensuite deux règles à dessin à la longueur convenable et on les perce à une extrémité d’un trou de 20 à 25 millimètres de diamètre destiné à recevoir le pivot sur lequel est fixé le miroir. L’autre extrémité d’une des règles reçoit un bout de bougie, et l’autre extrémité de la seconde règle un écran vertical percé d’une fenêtre circulaire, sur laquelle on colle une feuille de papier blanc.

Chacune des règles reçoit de plus un morceau de bois percé d’un trou circulaire devant lequel on colle une lentille convexe à court foyer. La position exacte de ces lentilles sur les règles correspondantes se fixe par expérience et par tâtonnements, et les porte-lentilles ne sont fixés en place que lorsqu’on obtient sur l’écran de la règle de gauche une image nette d’un bout de ressort tendu sur la lentille de droite, du côté de la bougie.

L’appareil est alors terminé. Pour faire l’expérience, on déplace l’une des règles et l’on amène son axe en regard d’une division tracée sur le cercle ; on déplace l’autre règle jusqu’à ce que son axe vienne en regard du nombre correspondant, de l’autre côté du zéro, et l’on constate alors que l’ombre du fil tendu sur la lentille de droite vient se projeter sur le milieu de l’écran en papier après s’être réfléchie dans le miroir, démontrant ainsi l’exactitude de la loi. La glace doit avoir 3 ou 4 centimètres de largeur et 5 ou 6 centimètres de hauteur ; elle est maintenue en place verticalement à l’aide d’une jarretière de caoutchouc. Le plan postérieur de la glace, sur lequel est l’étamage, doit coïncider avec le diamètre du cercle perpendiculaire au diamètre passant par le zéro pour que l’expérience vérifie exactement la loi.

Le petit appareil de M. Geo. Hopkins permettrait aussi de répéter facilement l’expérience classique des miroirs plans inclinés, en remplaçant les deux porte-lentilles par deux miroirs plans placés sur l’axe de chacune des règles. On sait que dans ce cas les miroirs donnent trois images si l’angle qu’ils forment est droit, cinq images si l’angle est de 60°, sept images s’il est de 45°, etc.

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