Laboratoire réfraction (partie profondeur apparente)

2OS 30


 

Principe de l'expérience

Dispositif permettant de mesurer l’indice de réfraction de l’eau par l’observation de la profondeur apparente d’un objet. Un monoculaire de visée simple est fixé sur un support qui peut coulisser verticalement le long  d’une monture à vernier permettant de repérer sa position verticale.

Initialement on observe un objet plat placé au fond du petit bac. On réalise la mise au point en faisant coulisser le support du monoculaire sur l’axe vertical de la monture le long de l’échelle munie d’un vernier. On note ensuite sa position avec précision.

Puis on remplit le bac au 3/4 avec de l’eau et on effectue une nouvelle observation. On déplace à nouveau le système le long de l’échelle à vernier et on note la position correspondant à l’observation de l’image de l’objet.

En dernier lieu, on dépose préalablement un tout peu de talc sur la surface de l’eau pour faciliter la mise au point. Ensuite on fait une ultime observation en effectuant la mise au point sur le talc à la surface de l’eau en pratiquant de la même façon que précédemment. La donnée des 3 mesures permet de déduire la profondeur réelle de l’objet, celle de l’image, et ensuite de calculer l’indice de réfraction de l’eau (voir schéma).

Manipulations
  • Ne pas toucher les vis latérales sur le support  du monoculaire durant l’expérience, pour ne pas fausser les mesures. C’est le support entier avec le monoculaire qui est déplacé lors de la mise au point.
  • L’objet est constitué  par une petite plaque métallique sur laquelle on a pratiqué quelques rayures pour favoriser la mise au point sur sa surface.
  • La petite vis située au sommet de la colonne  permet de faire un réglage très précis lors de la mise au point.
Liste du matériel
  • Un monoculaire de visée
  • Une petite cuve de verre
  • Une pièce métallique
  • Du talc
  • Une lampe de bureau
  • Un récipient avec de l’eau
Complément de théorie
  • L’observation se faisant pratiquement à la verticale on peut dans la démonstration appliquer l’approximation des petits angles.
  • On peut régler la netteté de la croix de visée avant le procéder aux mesures en faisant coulisser ( tirer ou pousser ) doucement l’oculaire dans son logement.