On remplit un récipient rectangulaire avec une solution et on oriente un rayon laser (588 nm) vers la surface du liquide. Ce rayon traverse le récipient comme sur le schéma du Doc. 1.

L'angle d'incidence i de pénétration dans le bloc est de 70° avec une précision de 0,1° et l'angle de sortie du récipient, avec la même précision, est de 79,5°.

Déterminer quelle est la solution présente dans le contenant en forme de pavé rectangulaire.

Indices de réfraction de plusieurs solutions pour une longueur d'onde de 588 nm et à une température de 20°C.

• n_{benzaldehyde}: 1{,}545
• n_{propanone} : 1{,}359
• n_{cyclohexane} : 1{,}426

L'indice de réfraction d'un milieu peut dépendre de la longueur d'onde (milieu dispersif) mais aussi de la température : c'est ce qu'il se passe dans les mirages.
Dans le cas des mirages dits chauds, l'air est bien plus chaud près du sol qu'en altitude ; les déviations successives des rayons issus du ciel dans les couches d'air (doc. 1) peuvent donner l'impression que le ciel se reflète sur le sol. Dans un mirage dit froid, plus les couches d'air sont à basse altitude, plus elles sont froides.

Expliquer à l'aide d'un schéma approprié à la situation le phénomène de Fata Morgana présenté en

première page du chapitre.

1. À partir de la situation schématisée ci-dessous, déduire et représenter la position de la lentille convergente.

2. Par le tracé de rayons particuliers, déterminer la distance focale f^{\prime} = \overline{\mathrm{OF}^{\prime}} de cette lentille convergente sachant que la distance algébrique \overline{\mathrm{AA}^{\prime}} vaut 65,0 cm. On s'appuiera sur le théorème de Thalès pour la résolution de ce problème.

1. En s'appuyant sur un schéma de la situation vu par le haut, tracer qualitativement mais avec soin le chemin parcouru par deux rayons issus des deux extrémités de la flèche et passant par l'intérieur du verre lorsque celui-ci est vide. Refaire un schéma identique lorsque le verre est rempli d'eau.

2. Le changement de sens observé peut-il s'expliquer par ce schéma ?