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Interférences

d'onde de la lumière laser dans le polycarbonate par la relation : d = 4 ? . 3.3. Calculer d pour un CD lu par un faisceau LASER de longueur d'onde dans le 



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Calculer la longueur d'onde du laser dans le polycarbonate Dans le vide (ou l'air) = 780 nm Dans le polycarbonate P =

:
Tale S5 / DS2 / 55 min REStituer CALculer RA7sonner COMmuniquer

NOM : /7 /3 /7,5 /2,5

Des réponses argumentées et précises sont attendues ; elles pourront être illustrées par des

schémas. La qualité de la rédaction, la rigueur des calculs ainsi que toute initiative prise pour

résoudre les questions seront valorisées. La calculatrice n'est pas autorisĠe.

EXERCICE N°1 : (6,5pts, durée conseillée : 16min)

Compact-Disc, puis nous nous intéresserons à la technologie Blu-ray (voir documents 1 et 2 en annexes).

1. Le Compact-Disc :

réfléchit sur le plat et celle qui se réfléchit sur le creux. réfléchit sur un plat. (justifier)

1.2 En dĠduire le type d'interfĠrences (constructiǀes ou destructiǀes) entre l'onde rĠflĠchie par un creux et

celle réfléchie par un plat au niveau du capteur. (justifier)

1.3 Expliquer, grâce au modèle sinusoïdal des ondes monochromatiques, que des ondes puissent se

détruire en se superposant.

2. Le Blu-ray :

La technologie Blu-ray a été développée au début des années 2000 afin de commercialiser des films en haute

2.2 Pourquoi ne peut-on pas lire un disque Blu-ray avec un lecteur de CD ?

Bonus (suite de la question 2.3) : Peut-on encore augmenter cette capacité de stockage sans modifier la taille

du disque ? Quels Lasers faudrait-il utiliser dans ce cas ? (justifier)

EXERCICE N°2 : (5pts, durée conseillée : 16min)

pĠnğtre dans une fente d'ouǀerture a situĠe ă une distance D d'un Ġcran blanc. On observe alors sur

l'Ġcran une tache centrale de largeur L (voir doc.1) :

Doc. 1 : Doc. 2 :

RES CAL RA7 COM

1. Condition d'obtention :

1.1. Comment se nomme le phénomène mis en évidence ici ?

1.2. A quelle condition peut-on observer ce phénomène ?

1.3. Donner la relation reliant ɽ et a .

2. Etude graphique :

2.1. On modifie l'ouǀerture a de la fente et on trace alors la courbe donnant ɽ = f (1/a) (voir doc. 2).

Montrer que la courbe obtenue est en accord avec la formule donnée à la question 1.3 .

2.2. Retrouver, grâce à ce graphe, la longueur d'onde du laser.

EXERCICE N°3 : (8,5pts, durée conseillée : 16min)

Les radars de contrôle routier émettent des ondes centimétriques de fréquence f0 = 20,0 GHz. Celles-ci se réfléchissent sur le véhicule de Une photographie du véhicule est prise en cas de vitesse excessive.

1. Yu'appelle-t-on effet Doppler ? Illustrer cet effet par un exemple de

la vie courante. appartiennent au domaine des ondes " centimétriques Un groupe d'Ġlğǀes dĠcide de modĠliser le principe de cette mesure en utilisant des ultra-sons. Ils placent ainsi voiture jouet en mouvement (figure ci-contre). récepteur après réflexion sur la voiture. Une analyse des signaux donne les représentations spectrales ci-contre.

Identifier les deux fréquences.

5. On propose diffĠrentes formules reliant les ǀitesses de l'onde vUS et de la voiture v :

5.1. Quelle sont les formules homogènes du point de vue des unités ? Quelle est celle correspondant

ă l'expérience réalisée ? (justifier)

5.2. Calculer la vitesse de la voiture jouet.

Données :

CĠlĠritĠ d'une onde sonore dans l'air ͗ ǀs = 340 m.s-1 Aide aux calculs : 40000/40280 = 0,99 ; 40280/40000 = 1,01

Bon travail !

Documents de l'edžercice 1

Document 1 CD

ȝhc = 0,125 ȝ et de longueur

variable. On nomme " creux plat

capter le faisceau réfléchi. Le laser utilisé pour lire les CD a une longueur d'onde Ȝ0 = 780 nm dans l'air et Ȝ = 503 nm

dans le polycarbonate. La profondeur hc Ȝ du laser dans le polycarbonate par : hc = Ȝ /4

La vitesse de propagation de la lumière émise par le laser dans le polycarbonate vaut 1,93 × 108 m.s-1.

Document 2 : Comparaison entre CD, DVD et Blu-ray

Type de support CD DVD Blu-ray

780 nm 650 nm 405 nm

polycarbonate 503 nm 419 nm 261 nm

Capacité de stockage 700 Mo 4,7 Go 25 Go

Distance entre pistes 1,6 µm 0,74 µm 0,3 µm

Largeur du faisceau 2,1 µm 1,2 µm 0,6 µm

CORRECTION

Exercice 1

réfléchit sur un plat. Donc : ɷ с 2 п 0,125×10-6 = 2,5×10-7 m

1.2 Les interfĠrences sont destructiǀes si ɷ с (2kн1). quotesdbs_dbs45.pdfusesText_45

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