Travaux pratiques : le goniomètre à prisme , déviation de la lumière par un prisme

Tracé de la déviation en fonction de l'angle d'incidence

Pour tracer la courbe D=f(i) représentant la déviation D du faisceau incident en fonction de l'angle d'incidence i , vous aurez besoin de mesurer D et i.

  • Mesure de la déviation D:

    pour ce faire choisir une longueur d'onde (jaune par exemple) et cocher la case "rayon transmis" puis viser à l'aide la lunette le faisceau direct (par exemple placer le collimateur à 200° et la visée au travers de la lunette, image de la fente centrée sur la croisée des fils de réticule, nous amène pour la lunette à 20°, valeur que nous mémoriserons car toutes les déviations des faisceaux émergents à travers le prisme seront repérées par rapport à cette position).

  • Mesure de l'angle d'incidence i

    Nous aurons besoin du rayon réfléchi par la face d'entrée du prisme et nous cocherons la case"rayon réfléchi".

    Nous ne pourrons pas travailler par autocollimation comme il le semble possible dans l'atelier virtuel car l'intensité de la lumière réfléchie par la face d'entrée du prisme est peu intense et la détermination visuelle serait peu précise.

    Il faut donc pour mesurer l'angle d'incidence i déterminer la position de la normale à la face d'entrée du prisme (puisque les angles d'incidence sont repérés par rapport à cette normale).

    Positionnons par exemple le collimateur à 180° et visons avec la lunette l'image de la fente du collimateur: la position de la lunette est 0°. Faisons maintenant tourner la lunette de 90° dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à l'amener en 270°: nous avons alors la direction incidente et la direction de visée de la lunette orthogonale. Amenons le faisceau réfléchi par la face d'entrée du prisme dans la direction de la lunette:le rayon incident et le rayon réfléchi faisant un angle de 90° entre eux, nous en déduisons que la normale au prisme est à 45° de l'incident ou du réfléchi (loi de la réflexion de Descartes); la platine porte prisme est positionnée à 165°.

    Si nous la faisons pivoter de 45° dans le sens des aiguilles d'une montre (165°-45°=120°) nous amenons la normale à la face d'entrée en coincidence avec la direction du faisceau incident. Dorénavant nous repérons les angles d'incidence par rapport à la position de la platine porte prisme que nous venons de déterminer.

    Il ne vous reste plus qu'à faire varier l'incidence i et à mesurer la déviation D pour ytracer la courbe D=f(i).

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