1-STL-PL
TP – Courbe de dispersion
Nous avons déjà constaté que la lumière ne subit pas la même déviation lors de son passage à travers un prisme selon
sa couleur. En fait, l'indice d'une substance varie avec la longueur d'onde de la lumière qui la traverse. C'est ce qui est à
l'origine du phénomène de la dispersion : un rayon lumineux incident polychromatique tombant sur un prisme donne autant de
rayons émergents différents que la lumière incidente contient de radiations monochromatiques.
Le but du présent TP est de construire le graphe de l'indice en fonction de la longueur d'onde de la lumière incidente :
n = f(λ). La variation de n étant très faible lorsque la longueur d'onde varie dans le domaine du spectre visible, il faut
déterminer la valeur de l'indice avec une grande précision.
C'est pourquoi on utilise un goniomètre pour obtenir la valeur de n à quelques 10-4 près.
La méthode et les formules sont les mêmes que pour le TP sur la détermination de l'indice d'un prisme.
I- Mode opératoire (on utilise le goniomètre à autocollimation).
1- Régler la lunette sur l'infini par autocollimation.
2- Rendre l'axe de la lunette perpendiculaire à l'axe central (emploi d'une lame à faces parallèles.
3- Régler le collimateur pour l'infini
4-Placer le prisme, l'arrête du dièdre A doit être parallèle à l'axe central (réglage par autocollimation sur les trois faces du prisme)
5- Mesurer A .
6- Mesurer D
m (plusieurs déterminations de part et d'autre l'axe du collimateur) pour les radiations suivantes :
Lampe couleur longueur
d'onde(μm) Lampe couleur longueur d'onde(μm) Sodium
(Na)
jaune 0,5893 Mercure (Hg)
jaune 0,5781 Cadmium
(Cd)
rouge 0,6438 vert 0,5461
vert 0,5086 vert-bleu
(turquoise)
0,4953
bleu foncé
extrême 0,4678
Indigo 0,4353
violet 0,4063
N.B. : Lors du changement de lampe spectrale, il ne faut jamais toucher les lampes directement avec les doigts : sinon la lampe risque d'être détériorée ! Ne pas poser la lampe chaude sur une surface en plastique ! Appeler le professeur pour effectuer le changement.
7- Calculer l'indice n pour chaque longueur d'onde.
Evaluer Δn seulement pour la raie jaune du Sodium.
II- Exploitation des résultats.
1- Tracer le graphe de n = f(λ). Choisir des échelles convenables. Conclusion ...
2- Tracer le graphe de 1
2
n = f
λ
⎛ ⎞
⎜ ⎟
⎝ ⎠ .
En déduire une relation mathématique approchée entre n et λ
