Mesure du diamètre d`un cheveu - Lycee

TP de physique
Seconde
Mesure d’une petite longueur :
le diamètre d’un cheveu
1
Étude de la diffraction de la lumière d’un laser par un fil très
fin
Matériel : laser, écran, fils de pêche de diamètres connus montés verticalement sur un support.
a Attention ! Consigne de sécurité :
Montage : On dispose sur le bureau le laser et l’écran perpendiculairement au faisceau du laser.
d =quelques cm
Support avec fils de pêche
laser
Écran
distance d ≈ 1,5 m
Fig. 1 – Schéma du montage
On intercale un des fils sur le trajet du faisceau. Qu’observez-vous ?
Pour des fils de différents diamètres (D), noter la largeur (l) de la tache centrale. Consigner les
résultats dans le tableau ci-dessous :
Commenter ces résultats :
2
Comment mesurer le diamètre d’un cheveu ?
En vous aidant des résultats ci-dessus, proposer une méthode pour mesurer le diamètre d’un
cheveu. Réaliser l’expérience et noter les résultats.
Mesure du diamètre d’un cheveu
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Seconde
3
Construction et utilisation d’une courbe d’étalonnage à l’aide
d’un tableur (Regressi )
a.
Saisie des résultats expérimentaux
Après avoir lancé Regressi, choisir dans le menu : Fichier > Nouveau > Clavier. Dans la boîte
de dialogue qui apparaît, saisir les noms et les unités des variables expérimentales (D et l ; utiliser
si elle n’est pas
la même unité, le millimètre). Dans la fenêtre « Grandeurs » (cliquer sur
visible), onglet « variables », saisir les différentes valeurs de D et l obtenues.
Pour obtenir une courbe d’étalonnage plus simple, on va représenter l en fonction de l’inverse
de D (1/D) plutôt qu’en fonction de D. Pour cela, on va ajouter une nouvelle colonne dans le
tableau en créant une nouvelle grandeur i = 1/D. Cliquer sur le bouton « Créer grandeur » ( ) :
– type de grandeur : grandeur calculée ;
– nom : i ;
– expression de la fonction : 1/D.
Valider en cliquant sur OK. Que constatez-vous ?
b.
Courbe d’étalonnage
pour afficher la fenêtre « Graphe ». Cliquer sur le bouton « Coordonnées »
Cliquer sur
( ).
On souhaite visualiser la courbe représentant l en fonction de 1/D (= i). Choisir convenablement les grandeurs utilisées comme abscisse et comme ordonnée.
Commenter la courbe obtenue :
c.
Modélisation
Cliquer sur le bouton « Début Modélisation » ( ) puis sur le bouton « Modélisation graphique » ( ) et choisir le modèle le plus adapté.
Observations :
Noter l’équation de la courbe obtenue (expression du modèle, avec les valeurs des paramètres) :
d.
Détermination du diamètre du cheveu
On peut soit utiliser l’équation ci-dessus, soit trouver le résultat graphiquement : changer le
type de curseur (réticule au lieu du curseur standard), déplacer le curseur sur la courbe : on lit
les valeurs de i et d au bas de la courbe. Si la partie affichée de la courbe est insuffisante, on peut
changer les valeur des maximums de chaque axe : bouton « Échelle manuelle » ( ).
Noter le résultat obtenu.
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Vérification à l’aide d’un microscope
Fig. 2 – Schéma du microscope
On va vérifier l’ordre de grandeur de la mesure obtenue à l’aide d’un microscope.
– Utiliser l’objectif 4× ;
– placer la lame micrométrique sur la platine ;
– régler le microscope de manière à pouvoir lire les graduations ;
– faire un schéma des graduations de la lame ;
– placer le cheveu au centre de la lame ;
– observer.
Noter les résultats et commenter.
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