Simulateur des expériences avec un miroir, en intérieur ou dans la cour

Le miroir est représenté par un losange. Le miroir lui même est porté par une demi-diagonale. L’extrémité gauche du losange est représentée par un petit cercle. Son extrémité droite par un plus petit cercle.

La source de lumière est initialement « à l’infini ». Le bouton « min » amène cette source (disque jaune) sur le foyer (disque rose). À l’aide des boutons « up » et « down » on peut déplacer la source lumière. On la ramène à l’infini par le bouton « max ».

On peut déplacer le miroir avec la souris (ou le doigt sur une tablette) et changer son orientation. Le rayon incident est visualisé par une ligne jaune. Le rayon réfracté par une ligne jaune d’épaisseur moindre. On place le miroir dans une position quelconque (préférablement en dessous du foyer, mais pas nécessairement). On le fait tourner à la souris en renvoyant le rayon réfléchi sur le foyer. Lorsque cette double opération est réalisée (translation et rotation), on trace la position et l’orientation du miroir à l’aide du bouton « draw ». Il apparait comme un losange et ses diagonales. Le miroir est alors a nouveau disponible. Par une translation, on place son extrémité gauche sur l’extrémité droite de la trace du premier miroir. On effectue la rotation pour renvoyer le rayon réfléchi sur le foyer, puis on trace à nouveau sa position et orientation à l’aide due « draw ». On continue le nombre de fois nécessaire. On peut alors analyser le résultat par le bouton « analyze » afin d’ obtenir les caractéristiques géométriques de la courbe ainsi approchée par le polygone obtenu en joignant les milieux des losanges tracés.

On peut faire trois expériences typiques

1-Si l’on fixe la source de lumière sur le foyer, la courbe obtenue est approximativement un cercle

2-Si l’on fixe la source de lumière à l’infini, la courbe obtenue est approximativement une parabole, équidistante du foyer et de sa directrice (ligne rouge). Les cercle tracés en noir permettent de visualiser cette propriété.

3- Si l’on fixe la source de lumière à une distance finie du foyer, la courbe est une ellipse. Le tracé des cercles permet de montrer que la somme des distances des centres des losanges au foyer sont constante. Le cercle rouge, cercle directeur, et les cercles noirs permettent de visualiser cette propriété.

Le bouton « reset » permet d’effacer tous les losanges afin de recommencer une nouvelle expérience.

Le bouton « erase » permet d’effacer la trace du dernier losange tracé

On peut aussi automatiser l’expérience à l’aide de boutons « p_ajust », « a_ajust » et « draw », une fois un premier losange tracé. « p_ajust » amène le miroir en « bonne » position et « a_ajust lui donne la bonne orientation.

On peut aussi utiliser le bouton « next three » pour placer trois miroirs successifs , une fois un premier miroir tracé.

Enfin le bouton « export jpg » permet d’obtenir une image jpeg de l’expérience.

Simulación de experimentos con un espejo, en el interior o en el patio

El espejo está representado por un rombo. El espejo propiamente dicho es transportado por una semi-diagonal. El extremo izquierdo del rombo está representado por un pequeño círculo. Su extremo derecho está representado por un círculo más pequeño.

La fuente de luz está inicialmente « en el infinito ». El botón « min » lleva esta fuente (disco amarillo) al foco (disco rosa). Los botones «down» y «up» permiten desplazar la fuente luminosa. El botón « max » lo devuelve al infinito.

El espejo se puede mover con el ratón (o el dedo en una tableta) y cambiar su orientación. El rayo incidente se visualiza mediante una línea amarilla. El rayo refractado se muestra mediante una línea amarilla de menor grosor. El espejo se coloca en cualquier posición (preferiblemente por debajo del foco, pero no necesariamente). Se gira con el ratón, enviando el rayo reflejado de vuelta al foco. Una vez completada esta doble operación (traslación y rotación), la posición y orientación del espejo se dibuja con el botón « draw. Aparece como un rombo y sus diagonales. El espejo vuelve a estar disponible. El extremo izquierdo del espejo se desplaza hasta el extremo derecho de la traza del primer espejo. Gira el espejo para reflejar el haz reflejado hacia el foco y, a continuación, vuelve a dibujar su posición y orientación. Continúe tantas veces como sea necesario. A continuación, el resultado puede analizarse mediante el botón « analyze » para obtener las características geométricas de la curva así aproximada por el polígono obtenido uniendo los puntos medios de los rombos trazados.

Se pueden realizar tres experimentos típicos

1-Si la fuente de luz está fija en el foco, la curva obtenida es aproximadamente un círculo

2-Si la fuente luminosa se fija en el infinito, la curva obtenida es aproximadamente una parábola, equidistante del foco y de su director (línea roja). Los círculos negros muestran esta propiedad.

3- Si fijamos la fuente de luz a una distancia finita del foco, la curva es una elipse. El dibujo de los círculos muestra que la suma de las distancias de los centros de los rombos al foco es constante. El círculo rojo, la directriz y los círculos negros muestran esta propiedad.

El botón « reset » permite borrar todos los diamantes para iniciar un nuevo experimento.

El botón « erase » borra el trazo del último diamante dibujado.

El experimento también puede automatizarse utilizando los botones « p_ajust », « a_ajust » y « draw », una vez dibujado el primer diamante. El botón « p_ajust » mueve el espejo a la posición « derecha » y « a_ajust » le da la orientación correcta.

También puedes utilizar el botón « next three » para colocar tres espejos sucesivos, una vez que se haya dibujado un primer espejo.

Por último, el botón « export jpg » permite obtener una imagen jpeg del experimento.