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Expérience sur excel
Expérience concrète
Objectif :

Cette expérience nous permet de simuler le trajet de la lumière d'un mirage sous la forme d'un graphique.

 

Protocole :

• Remplire un tableur excell à cinq colonnes de la facon suivante.
        n (k) étant l'indice de l'air; il varie de delta n a chaque milieu: n (k+1)=                      n(k)+delta n

        i(k) et i(k+1) sont les angles d'incidences, on trouve leur valeur avec la loi de                 Descartes n(1)sin(i1) = n(2)sin(i2)

        x est la distance horiontale, c'est a dire que x(k+1) = x(k)+tan(ik)*(delta z)      

        zk est l'altitude: elle diminue d'un metre a chaque indice

TABLEAU : cliquez ici

• On place la source de lumière au point de coordonnees x=0 z0=22m.
Les condition initiales sont les suivantes:
        angle initial i=35°

        indice initial n=1,320

        gradient d'indice delta n =-0,015 et delta z =-1m

• On obtient alors les valeurs suivantes:

 

Exploitation:
• En faisant varier l'angle d'incidence initiale ou delta n on peut creer differents graphiques simulant un mirage.
• On cree d'abord un grphique donnant z(k) en fonction de x.
Pour les valeurs initiale que l'on a choisie, on obtient le graphique suivant:

On constate que le rayon atteind le sol en s'incurvant vers le bas, comme dans un mirage inférieur.

• Si on prend delta n nul, on simule un milieu homogène. Le rayon n'est alors pas diffracté: il se propage en ligne droite.

 

• Si on prend un angle initial de 52° (en concervant delta(n)=-0,015) le tableur affiche une impossibilité à partir d'une certaine valeur et la courbe est défomée. C'est parce qu'il y a une réfléxion total au point (45;3).

 

• Et si on prend delta(n)=0,04 avec un angle initial de 52°, le rayon s'incurve vers le haut (régions de plus grand indice) comme dans le cas d'un mirage supérieur.

 

Download :

Voici le fichier que nous avons fait sur excel, pour ceux qui des difficultés à le recréer à partir des explications et des images ci-dessus, vous pouvez le télécharger en cliquant sur le lien : mirages excel

 

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