FICHE EXERCICES SUPPLÉMENTAIRES – Diffraction 1

Chap A3 - Exos
TS
FICHE EXERCICES SUPPLÉMENTAIRES – Diffraction
1/ Exercices sur votre manuel : page 76 n°7 – n°18
2/ Diffraction dans une cuve à ondes
Calculer les valeurs de la période T et la fréquence f d’une onde
g. À partir des relations des deux questions précédentes, établir
la relation donnant a en fonction de d,  et D.
4/
Diffraction par des spores de lycopode
3/ Diffraction des ondes lumineuses
(de diamètre 1,2 cm sur la figure b).
avec les couleurs correspondantes.
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Chap A3 - Exos
TS
CORRECTION EXERCICES SUPPLÉMENTAIRES – Diffraction
1/ Exercices sur votre manuel
=
p.76 n°7
1 3,1  10

5
3, 0
= 2,1 cm
c. Après l’obstacle on mesure toujours 3 cm pour 5,
donc la longueur d’onde n’est pas modifiée par le
phénomène de diffraction.
La figure 1 est obtenue avec une fente verticale.
La figure 2 est obtenue avec une ouverture circulaire.
3.
p.78 n°18
L’ouverture mesure 2,0 cm sur la photo, soit
2,0×10/3,0 = 6,7 cm en réalité. On a donc :  
 2, 0
=

a 6,7
0,30 rad
Or  rad = 180° donc 0,30 rad =
0, 30  180
=

17°.
L’ouverture angulaire de l’onde diffractée est donc
égale à 2. = 34°, donc effectivement environ 30°
3/ Diffraction des ondes lumineuses
a. Le domaine du visible correspond aux longueurs d’onde allant
de 400 nm (violet) à 800 nm (rouge).
b. Une onde mécanique n’est pas une onde lumineuse car cette
première ne peut pas se propager dans le vide au
contraire de la seconde, elle a besoin d’un milieu matériel
pour se propager.
ℓ= k
3.a.  =

a
1
a
3.c. On a
donc  =
k
a.

opp
/2
2D
2D


3.b. tan=
. Or si  petit on a tan≈ 
adj
D
2.D

=
. On en déduit donc : =
2.D
a 2.D
3.c. En utilisant les 2 points (1,0.104 m-1 ; 1,9.10-2 rad) et
(0 ; 0), le coefficient directeur de la droite est :
k=
1, 9.102  0
= 1,9.10-6 m²
1, 0.104  0
c.  = c × T avec  en (m), c en (m/s) et T en (s).
d. T 
et f 
e.  
2/ Diffraction dans une cuve à ondes
1.
Cette expérience présente un phénomène de
diffraction car on observe un étalement des directions
de propagation de l’onde après son passage au
travers de l’ouverture (fronts d’onde rectilignes avant
l’ouverture deviennent circulaires et s’étalent après).
2.
a.   .f   
c
1
3,00.10 8
=
= 7,30.1014 Hz (ou avec f  )
9

T
411.10

a
f. tan=
g.  
k
1,9.10 6


Donc  = a 
= 6,34.10-7m = 634 nm
2.D 2.D
2 1,50

411.109
=
= 1,37.10-15 s.
c
3, 00.108
opp d/2
d
d
. Or si  petit on a tan≈  =


adj
D
2.D
2.D
2.D.

d
 a

d
a 2.D
h. Pour d=1,0 mm : a 
2  20.102  411.109
Pour d=0,10 mm : a 
1, 0.103
2  20.102  411.109
0,10.103
= 1,6.10-4 m
= 1,6.10-3 m
 0,10
= 2,0.10-2 m = 2,0 cm

f
5, 0
b.
Figure
Réalité
échelle
3,0 cm
10 cm
5×
3,1 cm
5
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Chap A3 - Exos
4/
TS
Diffraction par des spores de lycopode
3.
1.
On peut écrire tan=
Or si  petit on a tan ≈   =
d
2.D
D’autre part on donne :   1, 22.

a

4.
Lamelle de
microscope avec
spores de lycopode
opp d/2
d
.


adj
D
2.D
  1,22.
a  1,22 

d

a 2.D
2.D.
2  1, 0  633.109
= 1,0.10-5 m
 1,22 
2
d
15.10
= 10 m
2.
Figure
Réalité
échelle
0,8 cm
10 cm
tache
1,2 cm
d = 1,2×10/0,8 = 15 cm
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