Chapitre 8. Activités expérimentales SPCL - ondes Tle STL
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Interférences par les bifentes d'Young
Rayonnement laser : ne pas regarder dans le faisceau (laser de classe 2). La lumière est en effet très intense et, si elle pénètre dans l'œil, elle peut endommager gravement la rétine et conduire à la cécité.
1. Réaliser le montage permettant d'obtenir la figure d'interférences données par une double fente (fentes d'Young) éclairée par un laser.
2. Sur le schéma ci-dessus, représenter la figure d'interférences obtenue.
3. Selon vous, de quels paramètres dépend la figure d'interférences (dans le cas de paires de fentes parallèles et éclairées par un laser) ? Proposer des expériences permettant de le vérifier.
4. Réaliser brièvement ces expériences et noter vos observations.
5. Faire des propositions pour améliorer l'incertitude sur la mesure de l'interfrange i (la largeur d'une tache lumineuse) de la figure d'interférences.
Pour une longueur d'onde λ donnée, l'interfrange i (la largeur d'une tache lumineuse) de la figure d'interférences dépend de l'écartement d entre les deux fentes et de la distance D entre les fentes et l'écran.
6. Sur le schéma ci-dessus, représenter les grandeurs i , d et D .
7. Pour une distance entre les fentes et l'écran D = 1 m, en utilisant le laser rouge, le capteur photo d'un smartphone ou d'une webcam et le logiciel Regressi (module Image - Intensité lumineuse ), déterminer la relation mathématique entre la largeur i d'une tache lumineuse et l'écartement d entre les deux fentes.
Donnée : la webcam est utilisable avec le logiciel Camera et l'image obtenue se trouve alors dans le dossier CePC/Images/Pellicule .
8. Sachant que i λ D
d , utiliser l'étude précédente pour déterminer la longueur d'onde du laser.
9. Si l'on devait réaliser le tracé du graphique à la main, on ne pourrait que voir si les points sont bien alignés ou pas. Quel graphique devrait-on tracer pour vérifier la façon dont i dépend de d ?
fentes d'Young
source laser
écran
Chapitre 8. Activités expérimentales SPCL - ondes Tle STL
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Interférences par les bifentes d'Young Liste du matériel
Dans une salle avec rideaux efficaces.
Au bureau :
□ 5 webcams
□ tous les lasers verts avec leur alimentation électrique et leur support adapté au banc optique
Pour chaque binôme : (en 9 exemplaires)
□ ordinateur avec Regressi
□ lampe de poche (ou lampe sur pied)
□ banc optique
□ laser rouge avec son alimentation électrique et son support adapté au banc optique
□ écran blanc opaque (non translucide) adapté au banc optique
□ support pour diapos adapté au banc optique
□ bifentes d'Young largeur 70 µm écartements 0,2 mm, 0,3 mm et 0,5 mm
□ règle graduée (50 cm) en plastique
□ mètre ruban (2 à 5 m)
□ smartphone faisant appareil photo - les élèves s'en chargent
□ câble USB pour smartphone - les élèves s'en chargent
