T STL
Spécialité SPCL TP 19:
Du Cd au Dvd
Objectifs :
Exploiter les interférences créées par un dispositif à deux ondes et par un réseau.
Associer la capacité de stockage d'un support numérique optique à la longueur d'onde du laser utilisé et à l'ouverture numérique de l'optique de focalisation.
1. Etude préliminaire d’un réseau :
Un réseau est défini comme un ensemble de fentes très fines.
Chaque fente est séparée de la suivante d’une distance a.
DOCUMENT 1 : formule mathématique issue de la formule des réseaux
La lumière laser de longueur d'onde λ issue des différentes fentes du réseau interfère dans des directions ik repérées par rapport à la normale au réseau et telles que :
sin(ik)=k×λ a
où k correspond à l’ordre de d'interférence et a la distance entre deux fentes.
Doc 2 : Montage
Laser Réseau Ecran
0
D = ………
éclairer le réseau en incidence normale avec le laser et observer la figure d'interférences sur un écran positionné à une distance D de plus de 20 cm du réseau
Mesurer la position Yk, par rapport à la tâche centrale, des maximas de lumière sur l'écran et estimer l'erreur de mesure. (Pour plus de précision on mesurera 2Yk)
En déduire dans chaque cas la valeur de la grandeur
ordre +1 ou -1 +2 ou - 2
Yk
réseau
λ =……..
………
…..
D=………….
Ordre : k = -2 -1 0 1 2
ik Yk
2 Yk
sur un tableur graphique, tracer la grandeur calculée sin(ik) en fonction de l'ordre d'interférence k.
Ajouter une courbe de tendance et faire afficher l’équation sur le graphique.
Connaissant la longueur d'onde du laser, en déduire la valeur du pas du réseau a
Vérifier que le résultat trouvé est conforme à l'indication ………. traits/mm
2. Détermination du pas du sillon d’un cd ou d’un dvd :
DOCUMENT 2 : Description d'un CD
Le CD permet de stocker des informations numériques, c'est-à-dire correspondant à 650 Mo de données informatiques.
Les données sont inscrites sur un sillon en spirale, de largeur qui fait près de 5 km de long, du centre vers l’extérieur et compte 22188 tours.
La piste est lue sur la face inférieure par un faisceau laser qui sera réfléchi par une fine couche d'or ou autre métal.
Les sillons (creux vues du dessous) sont les analogues des fentes percées dans la première partie de la couche métallique.
Tout se passe comme s'il s'agissait d'un réseau collé à un miroir. Le phénomène d'interférences sera alors observable par réflexion.
1. Faire apparaître le pas du sillon sur les schémas.
2. Proposer un protocole pour déterminer le pas du sillon du cd (puis du dvd) 3. Après vérification, le réaliser.
4. D’après vos résultats quel support permet de stocker le plus d’informations ? justifier.
