1- STL-PL
TP Goniomètre à autocollimation
I- Principe du goniomètre à autocollimation.
1- Lunette autocollimatrice :
Elle est équipée d'une lame semi-transparente G
oculaire lampe 6V
Réticule
G
Objectif
placée à 45° de l'axe de la lunette, d'une lampe auxiliaire 6V, d'un réticule (R), d'un objectif et d'un oculaire (lentilles convergentes).
2-Fonctionnement :
a) L'éclairage latéral et la lame semi-transparente permettent d'éclairer le réticule de l'intérieur et non par l'extérieur comme dans le goniomètre simple. L'observateur voit donc grâce à l'oculaire l'image R' du réticule R.
b) Le réticule éclairé est aussi un objet réel pour la lentille de l'objectif. Si R est situé dans le plan focal de l'objectif, le faisceau émergent sera un faisceau parallèle.
Si l'on place devant l'objectif un miroir plan perpendiculairement à son axe optique, le faisceau réfléchi, toujours parallèle est renvoyé à travers la lentille de l'objectif et forme une image réelle qui va être confondue avec le réticule. L'observateur ne verra qu'un seul réticule. Si le miroir n'est pas parfaitement perpendiculaire à l'axe, l'image R' sera légèrement décalée par rapport à R.
c) Si le réticule R n'est pas exactement dans le plan focal de l'objectif, l'image R' sera floue ce qui indiquera que le réglage n'est pas bon (lunette pas réglée sur l'infini).
d) Pour régler la lunette, il suffit de modifier le tirage (distance entre le réticule et l'objectif) jusqu'à ce que l'on voit deux réticules nets. On vérifiera qu'il n'y a pas d'erreur de parallaxe (en déplaçant l'œil. les deux images du réticule ne doivent pas se déplacer l'un par rapport à l'autre).
N.B. Dans cette phase du réglage on ne recherche pas la coïncidence parfaite des deux réticules.
Quand ce réglage est parfait, la lunette permet deux choses :
* elle émet d'une part un faisceau de lumière parallèle et
* d'autre part, elle permet une visée à l'infini.
2- Opérations pour le réglage.
a) Brancher l'alimentation 6V de la lampe auxiliaire. A l'aide du petit levier situé sur le boîtier, on peut escamoter ou non la lampe. On peut vérifier si elle est bien en place en mettant une feuille de papier en guise d'écran devant la lunette : si elle est éclairée, alors la lampe est bien en place.
b) Réglage de l'oculaire : même opération que pour le goniomètre simple.
c) Réglage de la lunette : placer une lame à faces parallèles sur le plateau du goniomètre sensiblement perpendiculairement au faisceau émis par la lunette. on doit observer le faisceau réfléchi à travers la lunette, sinon, tourner légèrement le plateau. Le faisceau réfléchi étant observé, agir sur le tirage de la lunette jusqu'à ce qu'apparaisse à c^té de l'image du réticule, une deuxième image. S'assurer qu'il n'y a pas d'erreur de parallaxe. On négligera les images parasites dues à des réflexions multiples dans la lunette (elles sont moins intenses).
d) Réglage du collimateur : même réglage que pour le goniomètre simple (ne pas oublier d'escamoter l'éclairage auxiliaire pour cette opération.
e) Réglage du plateau : placer sur le plateau un prisme à base équilatérale comme l'indique le schéma ci-dessous (une face perpendiculaire à la droite joignant deux vis de réglage du plateau).
On se sert de la lunette auto-collimatrice, éclairage latéral branché. Amener par rotation du plateau une face du prisme devant la lunette, perpendiculairement à son axe optique.
On voit en général deux images décalées (réflexion sur une face du prisme). Pour faire coïncider les deux images du réticule, il faut agir par moitié sur la vis adéquate du plateau (celle qui est devant la face utilisée) et par moitié sur la vis de basculement de la lunette.
Amener ensuite une autre face du prisme en face de la lunette et procéder de la même façon. En général trois ou quatre rotations suffisent pour obtenir un réglage parfait sur les trois faces du prisme.
lunette
plateau vis de
réglage
prisme
II – Mesures :
Le goniomètre à auto-collimation est maintenant prêt pour de nombreuses manipulations :
* Mesurer un angle du prisme (on l'appelle A) : viser successivement les deux faces de l'angle et noter les positions de l'alidade du plateau. L'angle du prisme est donné par : aˆ2−aˆ1 = π - Aˆ On fera 5 déterminations pour chaque face et on évaluera ΔA.
* Mettre en place une lampe à vapeur de Na et régler le collimateur.
* Rechercher le minimum de déviation. Dm (faire 5 déterminations), évaluer ΔDm
* Calculer l'indice d'un prisme et l'incertitude absolue sur sa valeur.
et *
m m
2 m
D A + D
sin cos
1 2 2
n = A + D
A A
2 sin sin
2 2
⎛ ⎞
(Dm A)
sin 2
n = A
sin 2
+
⎜ * ⎟
Δ ⎜ Δ Δ ⎟
⎜ ⎟
⎝ ⎠
ΔA et ΔDm sont exprimés en rad.
