Sécurité : Attention de ne jamais regarder le faisceau d'un laser dans l'axe de visée.

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PARTIE OBSERVER CH4 DIFFRACTION DES ONDES AE DIFFRACTION INTERFERENCES

Connaissances et compétences exigibles :

Savoir que l’importance du phénomène de diffraction est liée au rapport de la longueur d’onde, aux dimensions de l’ouverture ou de l’obstacle.

Connaître et exploiter la relation Ө = λa.

Pratiquer une démarche expérimentale visant à étudier ou utiliser le phénomène de diffraction dans le cas des ondes lumineuses.

Connaître et exploiter les conditions d’interférences constructives et destructives pour des ondes monochromatiques.

Pratiquer une démarche expérimentale visant à étudier quantitativement le phénomène d’interférence dans le cas des ondes lumineuses.

Sécurité : Attention de ne jamais regarder le faisceau d'un laser dans l'axe de visée.

S'il pénètre dans l'œil, il peut gravement endommager la rétine et conduire à la cécité.

I / DECOUVERTE DU PHENOMENE DE DIFFRACTION (REA)

Lorsqu’interpose une fente ou un fil fin sur le trajet de la lumière, on observe sur un écran des tâches appelées tâches de diffraction.

1- Réaliser le montage proposé, en plaçant l’écran le plus loin possible de la fente et du laser. (La fente se situe entre 0 et 10 cm du laser).On pourra utiliser le mur comme écran pour une meilleure visibilité.

2- Reproduire la figure observée sur l’écran et la légender avec les termes : tâche centrale de diffraction, tâches secondaires, zone de première extinction.

3- Comment évoluent la largeur des tâches en fonction de l’épaisseur des fils ou de la fente (soyez précis sur le sens de variation !)

II EXPLOITATION DU PHENOMENE DE DIFFRACTION : MESURE DE LA LONGUEUR D’ONDE DU LASER

La grandeur permettant de décrire une figure de diffraction est l'angle (exprimé en radian), qui correspond à l'écart angulaire entre le milieu de la tache centrale et la première extinction.

1. En faisant l'approximation des angles petits (tan Ө = Ө ) , donner l'expression de Ө en fonction de D et d.

2 Pour différentes valeurs de a, relever dans un tableur les valeurs de d

3 On donne la relation Ө = λ / a (λ étant la longueur d’onde du laser utilisé)

En comparant cette relation à celle obtenue au 1), quelle courbe peut-on tracer pour déterminer la valeur de λ ? 4 Déterminer graphiquement la valeur de la longueur d’onde du laser et la comparer à celle fournie par le constructeur. Faites un calcul d’erreur

LASER

Fil calibré ou fente Ecran

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Compétences évaluées A B C D Réaliser

Montage Schéma Tableau Mesures

2

Analyser Expression de Ө Choix de courbe Coef dir

2

Valider

Comparaison calcul d’erreur

1 Autonomie initiative 1

Compétences évaluées A B C D

Réaliser Montage

Schéma Tableau Mesures

2

Valider

2

Valider

2

Valider