Optique

Prisme en verre flint (plus de dispersion)

Le verre flint dense (n≈1,66) réfracte plus et étale davantage les couleurs que le verre crown.

Prisme en verre flint (plus de dispersion) — simulation interactive de Optique. Le verre flint dense (n≈1,66) réfracte plus et étale davantage les couleurs que le verre crown. Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.

Dispersion dans le verre flint

Le verre flint dense (n≈1.66) réfracte davantage et étale les couleurs plus largement que le verre crown.

Le verre flint a un indice n plus élevé et une dispersion plus forte que le verre crown, étalant davantage les couleurs dans un prisme compact — un compromis entre taille et séparation spectrale. Ce préréglage compare le flint dense (n ≈ 1.66) pour illustrer pourquoi les concepteurs d'instruments choisissent délibérément les types de verre.

n plus élevé → plus de dispersion
Verre de silex dense

Mémoire d'enquête

Planifiez la question avant d'ouvrir le laboratoire

Le brief reprend la page pré-rendue  : question directrice, prédictions concurrentes, rôles des variables, lois directrices, préparation et consignes d’analyse et de prolongement restent visibles et dans cet ordre.

Question de conduite

Le verre silex dense a un indice de réfraction plus élevé (n ≈ 1.66) que le verre couronne ordinaire (n ≈ 1.5). Un prisme à indice plus élevé dévie-t-il la lumière plus ou moins qu'un prisme à indice inférieur, au même angle d'incidence et au même sommet ?

Des pronostics à peser

Moins d’écart pour un indice plus élevé.
Plus  : un indice plus élevé courbe la lumière plus fortement sur chaque face, produisant une plus grande déviation totale.
L'écart n'est pas affecté par l'indice.

Rôles variables

Ce que vous définissez  :

Angle d'incidence θ₁ (°)

Ce que vous mesurez  :

Écart total δ (°)

Comment se déroule l'enquête

Ouvrez le préréglage silex-prisme et appuyez sur Réinitialiser. Ce prisme en verre silex a un angle au sommet A = 60°, un indice n = 1.66.
Activez la lecture de l’écart total.
Réglez l’angle d’incidence pour chaque essai et enregistrez l’écart total.

Équation gouvernante

Échelles de déviation avec index — δ = θ₁ + θ₄ − A

À n'importe quel angle d'incidence et angle au sommet fixes, un prisme à indice plus élevé produit une plus grande déviation - les deux réfractions de la loi de Snell (entrant et sortant) plient le rayon plus fortement pour un n plus grand.

Ce que la feuille de travail imprimable demande aux élèves de résoudre

Pour un essai, calculez θ₂ = asin(sin θ₁/n), θ₃ = A − θ₂, θ₄ = asin(n·sin θ₃), puis δ = θ₁ + θ₄ − A, en utilisant n = 1.66. Comparez avec le tableau.
Comparez ici vos valeurs d’écart à celles de l’expérience prisme de lumière blanche (même angle au sommet, indice inférieur). Expliquez pourquoi l'indice plus élevé du verre silex produit une déviation constamment plus grande aux mêmes angles d'incidence.

Où cela apparaît au-delà du laboratoire

Les concepteurs d'objectifs d'appareil photo combinent des éléments en verre couronne et en verre silex (un « doublet achromatique ») pour annuler l'aberration chromatique, car les deux types de verre dispersent les couleurs différemment. Expliquez pourquoi l'utilisation d'un seul type de verre, quelle que soit sa forme précise, ne peut pas à elle seule éliminer les franges de couleur.
Le verre silex diffuse une gamme de couleurs plus large que le verre couronne pour le même angle au sommet (plus de dispersion, pas seulement plus de déviation). Expliquez pourquoi les verres à indice plus élevé comme le silex ont tendance à disperser la lumière plus fortement sur le spectre visible.

AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
General High School Physics — Light & optics
NGSS High School Physics — Wave properties

Bienvenue dans le prisme de flint
Sélectionnez le prisme
Appuyez sur Lecture
Dispersion intense
Ouvrez l'Inspecteur
Bravo !

Ouvrez la simulation interactive pour construire la scène, appuyez sur Lecture et explorez avec des mesures en direct et un tutoriel guidé.

Ouvrir le laboratoire interactif →

Télécharger la fiche de laboratoire →

Loi de Snell-Descartes pour la réfraction