Interférences par les bifentes d'Young Éléments de correction

Chapitre 8. Activités expérimentales SPCL - ondes T^le STL

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Interférences par les bifentes d'Young Éléments de correction

2. La figure d'interférence est la même que la figure de diffraction due à une seule fente mais avec des franges sombres supplémentaires dues aux interférences (là où les ondes issues de chacune des 2 fentes sont en opposition de phase) :

3. et 4. On appelle "interfrange" la largeur d'une tache lumineuse de la figure d'interférences (entre les milieux de 2 zones sombres successives).

- Lorsque l'orientation des fentes change, l'interfrange ne change pas mais la figure d'interférences reste perpendiculaire aux fentes ;

- Lorsque la distance fentes-écran augmente, l'interfrange augmente ; - Lorsque la distance laser-fentes augmente, l'interfrange ne change pas ; - Lorsque la longueur d'onde augmente, l'interfrange augmente ; - Lorsque l'écartement entre les fentes augmente, l'interfrange diminue ;

- Lorsque la largeur des fentes augmente, l'interfrange ne change pas mais la figure de diffraction s'étale moins (l'interfrange de la figure de diffraction diminue).

5. L'incertitude de mesure de l'interfrange est importante car cet interfrange est petit. Pour diminuer cette incertitude, on fait en sorte d'avoir un interfrange plus grand :

- grande distance fentes-écran ; - grande longueur d'onde ; - petit écartement entre les fentes.

De plus, on mesure la distance entre un grand nombre de franges (par exemple 5) et on divise par le nombre de frange.

6. Voir schéma ci-dessus.

7. Pour chacune des trois paires de fentes, on mesure l'interfrange :

écartement d 0,2 mm = 0,2×10^-3 m 0,3 mm = 0,3×10^-3 m 0,5 mm = 0,5×10^-3 m interfrange i 3,3 mm = 3,3×10^-3 m 2,2 mm = 2,2×10^-3 m 1,3 mm = 1,3×10^-3 m Puis on trace la courbe représentant i en fonction de d et on tente de trouver son équation :

avec le modèle i a d^b on trouve i 5,95 10 ⁷ d ^1,01 soit quasiment i 5,95 10 ⁷ d ¹ soit encore i 5,95 10 ⁷ 1

d on impose alors le modèle i a 1

d et on trouve i 6,59 10 ⁷ 1 d 8. On sait que i λ D 1

d et on a trouvé i 6,59 10 ⁷ 1

d ^donc λ D ^{6,59 10 7} donc 6,59 10 ⁷ 6,59 10 ⁷ 6,59 10 m 659 10 m 659 nm^{7 9}

λ 1

D

fentes d'Young

source laser

écran

d

D

i

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d ^donc i doit être proportionnel à 1 d ^. Donc, lorsqu'on trace i en fonction de 1

d , on doit obtenir une droite passant par l'origine.

Ceci est facilement vérifiable à la main, avec une simple règle.