TP fente de Young – Réseau

TP fente de Young – Réseau
Objectif :
 Étude des fentes de Young
 Étude des phénomènes d’interférences et de diffraction
Matériel :
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Banc optique
Laser
Support fente
Fentes et réseaux
Écran
SIMSEK Yasin
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- FENTE DE YOUNG
Introduction :
Le physicien anglais Thomas Young (1733 – 1829) s’intéressa particulièrement au problème de la
nature de la lumière. En 1803 il met au point ce dispositif, qui montra de façon convaincante la
nature ondulatoire de la lumière.
Le principe est le suivant : En faisant passer un faisceau lumineux à travers deux fentes, qu’on appelle
fentes de Young, on observe sur un écran une succession de raies sombres et brillantes ; cela est le
signal d’interférence de deux ondes dont les champs se retranchent ou s’ajoutent selon la valeur de
la différence de marche δ.
Les ondes sont phases : l’intensité est maximale
Les ondes sont en opposition : l’intensité est nulle
Figure 2 : fente de Young
Figure 1 : franges
a
Dans ce TP, nous avons 3 couples de fentes d’Young, espacés différemment :
a1
a2
a3
2
d1
Figure 2 : Schéma du dispositif mis en place par Young
Avec a : la distance entre les 2 fentes S1 et S2
D : la distance séparant le plan S1S2 de l’écran sur lequel on observe les franges
δ : différence de marche, avec
δ =
et
l’indice de l’air
Manipulation :
1) Décrire l’effet de ces fentes sur la lumière.
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2) Faites glisser pour passer à une autre couple de fente. Qu’observe-t-on ?
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3) Faite varier D, la distance entre les fentes et l’écran. Le fait de varier D agit-t-elle sur la
figure ?
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4) On appelle interfrange i la distance séparant les milieux de deux franges brillantes ou deux
franges sombres consécutives. Mesurer i et déterminer a pour les 3 couples de fentes, à
partir de la relation suivante : i=λ.D/a. on donne λ=650nm
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- RESEAUX
Introduction :
On appelle réseau plan un système constitué par un grand nombre de fentes (ou traits), de
largueur p. La distance a entre deux traits consécutifs est appelée pas du réseau.
Pas a = distance entre deux fentes consécutives (ou deux motifs consécutifs)
On donne plutôt l’inverse de a, le nombre n de traits par unité de longueur (ex : 600
traits/mm correspondant à un pas de
Zoom
Fentes
p
a
Figure 3 : Schéma du montage
Manipulation
2d
θ
D
réseau
θ0
Source
Figure 4 : Schéma du montage
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1) On place le laser et l’écran aux l’extrémité du banc optique et le réseau entre les deux.
Qu’observe-t-on ? le fait d’incliner le réseau change-t-il la figure?
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2) Le réseau est perpendiculaire au laser. En déduire le pas a du réseau utilisé avec la formule
avec k l’ordre d’interférence. Faites de même pour les autres
réseaux.
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