grandes distances. Comment utiliser un laser pour mesurer des longueurs ou pour transmettre des informations ?

ttude expérimentale

B ^{t" laser,} outil d'investigation et transmetteur d'information

[e laser est devenu un outil de choix pour mesurer des distances, même très petites. ll permet également de transmettre des informations, y compris sur de

grandes distances. Comment utiliser un laser pour mesurer des longueurs ou pour transmettre des informations ?

SÉcunrÉ Pour éviter toute lésion oculaire, ne jamais regarder directement le faisceau et ne pas le pointer vers une personne. Faire attention aux réflexions du faisceau.

B ""sure ^de

la distance entre deux sillons d'un ^GD ou d'un DvD

Une figure d'interférences obtenue avec un laser va

permettredemesurerladistanceentredeuxsillons consécutifs d'un CD, ^puis entre ceux d'un DVD ) ^Réaliser le montage du document 5a et observer i

,

la figure d'interférences obtenue sur l'écran après

réflexion de la lumière sur le disque. I i

r'^ ^''*\r

i E ".Q,uelles sont les sources secondaires respon- _;

i sables des interférences observées ? _i i ^{b. Quel type} d'interférences permet d'observer _!

j _des taches'brillantes sur l'écran ? i

i E ^{l-" distance x entre les} deux premières taches de i

i ^{p"tt et} d'autre de la tache centrale (ou taches _i d'ordre 1, doc. 5b et 5c), la distance d entre le disque et l'écran et la distance a entre deux sillons consécutifr t""l

=';"r 0".

\xz

l, est la longueur d'onde de la radiation lumineuse émise par le laser.

a. Vérifier l'homogénéité de cette expression (voir fiche ^po 5, p. 588).

b. Sur la notice du ^laser, relever la ^longueur

d'onde de la lumière émise.

du disque

Réaliser les mesures nécessaires et calculer a pour un CD, puis pour un DVD.

fl _". ldentifier, dans l'expression de a, les grandeurs pour lesquelles on peut avoir une incertitude de mesure.

b. Évaluer les incertitudes sur la mesure de x et sur celle de d (voir fiche no 3, p. 584).

c. On peut montrer que l'incertitude sur a est donnée par :

u(a) : ,

^/1

u{u1' ₊

r4i.'? -d' Y(d)\2 * ^{14}G' d2'u(x)12}

r\ L t'\ a'z'x'?-) '\ _{a'z',p )}

En prenant U(À) :0, _calculer U(a).

d. Exprimer le résultat de la mesure de la distance entre deux sillons consécutifs de chaque disque étudié.

e. Comment pourrait-on améliorer la précision de la mesure ?

(l Conclure en comparant la distance séparant deux sillons d'un CD de celle séparant deux sillons d'un DVD.

Disque

Tache d'ordre 1

Tache d'ordre -1

Trou central de l'écran

I Do.. 5 a. Photo du montage. b. Schéma du montage. c. Schématisation de l'observation sur l'écran ^(la tache centrale se trouverait au niveau du trou de l'écran).

Compétence exigible au baccalauréat o Mettre en æuvre un protocole expérimental uti/isant un laser comme outil d'investigation ou pour transmettre de I'information.

Écran percé

Écran percé fr_ lrou central

2 x

x Laser

2

z2 xx

CD ou DVD

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