[PDF] Détermination dune longueur donde par interférométrie ??D b





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Détermination dune longueur donde par interférométrie ??D b

3.1 Calculer la valeur de la longueur d'onde. Détailler le calcul. ?= L?b. N?D. = 97×02.



EXERCICE RÉSOLU 2

On fera les calculs pour un faisceau laser d'usage courant de longueur d'onde dans le vide = 650 nm. Par sécurité



2.CH13_CH14 onde_matiere

Un laser a CO2 émet un rayonnement de longueur d'onde ?= 106 µm . 2.2. Calculer l'énergie libérée au cours d'un fonctionnement de 8 s du laser.



Fiche 6 Calcul des échelons des lunettes de protection

d'échelon. Transmission spectrale maximal à la longueur d'onde laser ?( ). Éclairement (E) et exposition (H) énergétiques maximaux dans le domaine spectral.



TP_CH03_Diffraction_interferences _1_

Mettre en évidence le phénomène de diffraction des ondes lumineuses. Calculer la valeur de la longueur d'onde ? du Laser. Conclure.



Untitled

Isoler la grandeur recherchée et effectuer le calcul en faisant attention aux unités. Réflexe 2 la longueur d'onde de la radiation du laser utilisé.



Loi de Wien Energie dun photon et longueur donde

La flamme d'un briquet ; une lampe halogène ; un laser ; une DEL ; le Soleil 1) Calculer l'énergie en joule d'un rayonnement ? de longueur d'onde ?=10pm.



Les lasers

laser • rayonnement • VLE • classification. LASERS laser. Longueurs d'onde. La longueur d'onde ? du rayonnement ... destruction des calculs rénaux.



EXERCICES SUR LES PROPRIETES DES ONDES

Calculer la longueur d'onde correspondant à chaque onde radio. Lorsqu'on envoie la lumière d'un faisceau laser de longueur d'onde ? = 6328 nm sur deux ...



EXERCICES

On calcule la longueur d'onde dans le Un laser hélium-néon émet un rayonnement de longueur d'onde 633 nm ... Calculer la fréquence des photons émis.

Sujet n°2 obligatoireECE BLANC LYCEE RACINE TS4 - SESSION 2013-2014 Détermination d'une longueur d'onde par interférométrie

I.ÉNONCÉ DESTINÉ AU CANDIDAT

NOM : Prénom :

CONTEXTE DU SUJET

Les petits lasers de TP sont des sources monochromatiques, seulement la valeur exacte de la

longueur d'onde de la radiation monochromatique n'est pas certaine. Il faut absolument déterminer cette

longueur d'onde avec une bonne précision.

DOCUMENTS MIS A DISPOSITION DU CANDIDAT

Document 1 :

Les interférences sont utiles pour la métrologie, la spectrométrie par transformée de

Fourier (largeur de raie), les mesures de défaut, d'indice de réfraction (interféromètre de

Rayleigh), de distance angulaire entre étoiles, la vélocimétrie laser, interférométrie pour mettre en

évidence d'éventuelles ondes gravitationnelles, filtres interférentiels, holographie... On isole spatialement deux parties d'un même front d'onde issu d'une seule source (S) en perçant, par exemple, deux trous dans un écran opaque (trous d'Young). (S1) et (S2) constituent alors deux sources secondaires cohérentes : en effet, chaque train d'ondes issu de (S) se divise en deux trains d'ondes jumeaux ayant la même référence de phase. Il suffit alors de se faire rencontrer les ondes issues des sources secondaires dans une certaine région de l'espace pour observer des interférences.

Document 2 :

Un atome tel que l'hydrogène émet des radiations à des longueurs d'ondes qui peuvent servir de référence pour déterminer par comparaison la longueur d'onde du laser. Cette méthode nécessite un appareil assez coûteux, le spectroscope, de plus délicat d'utilisation pour un résultat d'une précision insuffisante.

Document 3 :

Lorsque le dispositif des fentes d'Young est utilisé, on observe en projection sur un écran des figures

caractéristiques montrant une alternance de franges parallèles sombres et brillantes régulièrement

espacées. L'interfrange i est par définition la distance séparant les centres de deux franges sombres.

Il a été montré en cours que i=λ⋅D boùλ est la longueur d'onde de la radiation monochromatique,

D la distance entre l'écran et les fentes

b la distance entre le centre des deux fentes.

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Sujet n°2 obligatoireECE BLANC LYCEE RACINE TS4 - SESSION 2013-2014 Détermination d'une longueur d'onde par interférométrie

TRAVAIL A EFFECTUER

1. (25 min conseillées)

1.1 Quelle précaution de sécurité faut-il prendre lorsqu'on manipule un laser ?

Ne jamais regarder directement le faisceau laser, ne jamais viser les yeux..

1.2 A partir de la couleur du laser utilisé, donner une estimation de la longueur d'onde de la

radiation. Le laser est rouge, la radiation est estimée grossièrement à 650nm .

1.3 Former les franges d'interférence sur un écran situé à 1,50m de la diapositive.

APPEL N°1Appeler le professeur pour vérification du montage ou en cas de difficulté

1.4 Expliquez comment il est possible avec le matériel dont vous disposez de minimiser les

incertitudes de lecture de l'interfrange i dans la situation précédente. •Accroître la distance fente-écran . •Choisir le système de fente les plus rapprochées (b est au dénominateur).

1.5 Expliquez comment il est possible grâce à votre façon de mesurer de minimiser les incertitudes

de lecture de l'interfrange i. •Avec des interfranges de l'ordre du mm, difficile de mesurer i directement à la règle. •Il faut donc mesurer la largeur de plusieurs interfranges et diviser ensuite.

1.6 Décrire un protocole permettant de déterminer avec la meilleure précision possible la longueur

d'onde du laser utilisé •on réalise le montage classique de formation d'interférence avec des fentes d'Young. •on mesure la largeur correspondant à plusieurs i •on mesure D, b •par calcul, il est possible de trouver la longueur d'onde λ = i x b /D APPEL N°2Appeler le professeur pour lui présenter votre protocole ou en cas de difficulté

Le professeur propose le protocole suivant :

-Sur le banc d'optique, éloigner au maximum les fentes d'Young et l'écran. -Sélectionner les fentes les plus rapprochées.

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Sujet n°2 obligatoireECE BLANC LYCEE RACINE TS4 - SESSION 2013-2014 Détermination d'une longueur d'onde par interférométrie -Former sur l'écran une figure d'interférence.

-Marquer d'un trait à gauche et d'un trait à droite deux interfranges de telle sorte qu'il y ait le

plus grand nombre possible de franges entre les traits. -Dénombrer les franges encadrées par ces deux traits. N = 20.... -Mesurer la distance D entre l'écran et les fentes. D = 150cm = 1500mm -Relever la distance b entre les deux fentes. b = 0,2mm -Mesurer la distance entre les deux traits au crayon. L = 9,7cm = 97mm

2. Réaliser ce protocole (20 minutes conseillées) .

APPEL N°3Appeler le professeur pour lui montrer votre montage ou en cas de difficulté

3. Exploitation (15 minutes conseillées)

3.1 Calculer la valeur de la longueur d'onde. Détailler le calcul.

λ=L⋅b

N⋅D=97×0,2

3.2 Cette valeur est-elle cohérente avec la couleur des radiations ?

Oui, cette valeur correspond tout à fait à une radiation rouge. L'incertitude sur le calcul de λ ce calcul avec la relation ci-contre en tenant compte des incertitudes liées aux mesures. i)2 +(U(D) D)2 +(U(b) b)23.4 Calculer U(λ) et présenter le résultat de la mesure sous la forme λ±U(λ). 97)2
+(0,5 150)2
+(0,005 0,2)2 =18nm=2.101nmFinalement, le résultat de la mesure est λ = ( 6,5 ± 2 ).101 nm

3.5 La précision vous semble-t-elle satisfaisante par rapport à celle du spectroscope ?

La précision est intéressante, la vingtaine de nm. Mais il faudrait l'améliorer encore. Ici, c'est l'incertitude sur b qui est gênante. Prendre b plus grand pourrait être une piste.

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