Chapitre III Optique Physique
2eme Expérience: Interférences par une lame à faces parallèles. On utilise cette fois la division de l'amplitude d'une source à travers les.
2 Optique géométrique 2013-14
LA LAME A FACES PARALLELES . Le rayon lumineux qui sort de la plaque est parallèle au rayon lumineux incident. Sur le schéma on peut reconnaître une ...
Chapitre IV : Interférences par division damplitude 1. Franges d
Si la lame est une lame d'air enfermée entre deux lames de verre aux faces rigoureusement parallèles et traitées pour augmenter leur pouvoir réflecteur alors
Cours doptique ondulatoire – femto-physique.fr
2.9 Calcul de la différence de marche introduite par une lame à faces parallèles. 22. 2.10 dispositif interférentiel et anneaux d'interférence .
cours 3 interferomètres
?Lame à faces parallèles (dioptre air-verre). ?Interféromètre de Michelson. ?Interféromètre Mach-Zender Twyman-Green
1 Chemins optiques 2 Lame de verre 3 Différence de marche
Une lame de verre parfaitement transparente à faces parallèles
SL1 T.P. N°4 Déterminer la déviation dun rayon lumineux traversant
II) Matériel : - une source lumineuse avec son alimentation ;. - une lame à faces parallèles d'environ 80 x 40 x 15 (en mm) ;. - une règle graduée un
Exercice Optique ondulatoire I-09
Exercice I-09 : interférence dans une lame mince à faces parallèles. 1. Montrer que la différence de marche entre les deux rayons réfléchis s'écrit :.
Chapitre 24 :Interférences par division damplitude
Lame. Par réflexion. Par transmission. Verre non traité Deux ondes On règle le Michelson avec les lames à faces parallèles écartées de e.
Optique géométrique et ondulatoire
Un interféromètre à ondes multiples est constitué par une lame d'air (d'indice n=1) à faces parallèles d'épaisseur e comprise entre deux lames de verre L1 et L2
Série d’exercices 21 SERIE D’EXERCICES N° 21 - Unisciel
Exercice 8 : lame à faces parallèles Un faisceau de lumière parallèle tombe sur une lame à faces parallèles d’épaisseur e d’indice n par rapport à l’air sous un angle avec le plan de la lame Il sort par la face inférieure après avoir subi 0 ou un nombre pair de réflexions à travers la lame 1
Cours 3 Les interféromètres
Système équivalent à une lame à faces légèrement déformées Franges localisées entre M1 et l’image de M2 par la séparatrice Visualisation à l’aide d’une lentille Source: lumière parallèle en incidence normale (source ponctuelle à l’infini) cohérence spatiale élevée requise (montage de Fizeau) ? ?? ? ? ? ? 2 4 (x
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Loi de Snell-Descartes Miroir et Dioptre plans Lame à faces parallèles Prisme Miroir et Dioptre sphériques Lentilles minces L’œil Loupe & Microscope Exercice 1 : Aspect ondulatoire de la lumière Une radiation lumineuse émise par une lampe à vapeur de lithium a une périodeT=1533 10-15s 1
Qu'est-ce que la lame à face parallèle ?
Dans sa forme la plus simple, la lame à faces parallèles est une vitre de verre. Cet instrument est utilisé pour de nombreuses applications en optique, entre autres en tant que lame séparatrice, miroir dichroïque ou translateur de faisceaux. De plus, la lame à face parallèle est le plus simple des interféromètres.
Comment déplacer une lame à faces parallèles dans un système d’imagerie ?
Lorsqu’on introduit une lame à faces parallèles dans un système d’imagerie on observe un déplacement de l’image. Si les faces de la lame sont orthogonales à l’axe optique, la réfraction des rayons dans la lame provoque un déplacement longitudinal de l’image: en insérant la lame entre la source et l’image, on écarte l’image de sa position initiale.
Qu'est-ce que le stigmatisme de la lame à faces parallèles ?
Stigmatisme de la lame à faces parallèles. On considère un point source A qui éclaire la lame avec un faisceau divergent. La translation d'un rayon par la lame étant fonction de l'angle d'incidence, la position du point image de A dans la lame est aussi fonction de l'angle d'incidence. La lame n'est pas stigmatique.
Comment définir une lame à face parallèle translatant un faisceau collimaté ?
Schéma d'une lame à face parallèle translatant un faisceau collimaté. Dans le plan méridional (défini par l’axe optique souvent noté z, et un des deux autres axes) un rayon paraxial peut être totalement défini par seulement deux paramètres. D’une part, on choisit de noter x la distance du point de départ de ce rayon par rapport à l’axe optique.
Cours 3
Les interféromètres
1- les différentes classes
d"interféromètres Interféromètres à division de front d"onde On fait interférer deux " portions » distinctes d"une onde incidente Trous d"Young Biprisme, miroir de Fresnel, miroir de Lloyd Etc...Biprisme de FresnelMiroir de Lloyd
Champ d"interférences
Champ d"interférences
Interféromètres à division d"amplitude
On fait interférer deux répliques d"une même onde incidente en faisant passer cette dernière à travers un dioptre semi-réfléchissant. Les deux ondes transmises et réfléchies sont mutuellement cohérentes ! Lame à faces parallèles (dioptre air-verre) Interféromètre de Michelson Interféromètre Mach-Zender, Twyman-Green, Zygo...Champ d"interférences
séparatriceMiroir
X% de l"intensité
(100-X)% de l"intensitéRemarque sur les systèmes optiques stigmatiquesSS"S" image de S par L les chemins optiques SHS" et SH"S" sont égaux !!!
L H H"AA" A"" H"" H" H S"Cas particulier: S à l"infini les chemins optiquesAHS" , A"H"S" et A""H""S" sont égaux !!!
O2-Lame à faces parallèles
ir t n 2n1 TETMOnde incidenteOnde réfléchie
Onde transmise
Archétype de la division d"amplitude:
réflexion et transmission sur un dioptreRéflexion vitreuse: les coefficient de Fresnel
i1 i1i2 n2n1 TETMPolarisation TE (ou S) :
Polarisation TM (ou P) :
221111
coscoscos2 ininint TE22112211
coscoscoscos ininininr TE211211
coscoscos2 ininint TM21122112
coscoscoscos ininininr TM 2211sinsininin Coefficients de transmission et réflexion en amplitude
Réflexion vitreuse: ce qu"il faut retenir
i1 i1i2 n2n1 TETM 2211sinsininin •Réflexion en intensité de l"ordre de quelques % en incidence quasi normale •Transmission proche de 100% en incidence proche de la normale •Déphasage de πà la réflexion si n1 < n2 (air -> verre par exemple)
Lame à faces parallèles
Lame de verreFaces parallèles polies
e BA H C n i rR=0,04RT
2 =0,037 T2=0,92 R
2T2=0,0014Ordre de grandeurRéflectivité R=4%Transmission T=96%Lame de verre
i MPrincipe
Rayons qui produisent des
interférences contrastéesLentille
convergentePlan focal imageRayon incidentO
etc...Propriétés générales
C"est un Interféromètre à division d"amplitude Les Interférences entre les deux premiers rayons allant vers le haut est possible(faible différence d"intensité). Ce n"est pas le cas pour les faisceaux allant vers le bas. Les autres rayons multiplement réfléchis sont par ailleurs trop faibles pour apporter une contribution au phénomène... Les interférences sont localisées à l"infini. Visibles dans le plan focale d"une lentille convergente Différence de marche entre les deux rayons arrivant en M:δ=r
2-r1=ABCM-AM
La lentille étant stigmatique HM=CM. On a alorsδ=r
2-r1=ABC-AH
Calcul de la différence de marche et du déphasage entre les deux rayons plppdlpf+=+=Drne tot cos42 Par ailleurs, une réflexion sur un interface verre-air introduit un déphasage de π supplémentaire r ne rrne rnerrnerneirerne cos 2 cossin2 cos2sintan2cos2sintan2cos2 2 ddddδ=r2-r1=ABC-AHLoi de Descarte !
Un peu de trigo...
Conséquences
plppdlpf+=+=Drne tot cos42 Le déphasage ne dépend que de l"angle r (donc de l"angle d"incidence i) La figure de diffraction a une symétrie radiale autour de l"axe de la lentilleInterférences constructives si ΔΦ
tot=2πp p entier Les franges d"interférence sont des anneaux On parle d"anneau d"égale inclinaison Si r (en donc i) petits : plpf+)) -»D214 2rne totConséquences
Angle et position des anneaux brillants:
21212 222
214
-»D p en ennrip en enrp rne pppp tot llllpplpf Les anneaux visibles sont ceux pour lesquels p est tel que la racine carrée est positive 21
2+ Premier anneau pour
Plus p est petit , plus l"anneau est large
L"écart entre les anneaux se resserre lorsque l"on s"éloigne du centre ]2[21 lenp Partie entière [ 237,47]=237
Bilan: figure d"interférence
p=247 p=246 p=245 Distance à l"axe optique de
la lentille X=f"i insensibilité à la cohérence spatiale de la source i r iO i r i La figure d"interférence est indépendante de la position du point sourceOn observe une figure d"interférence contrastée même avec une source
étendue à distance finie idéal pour avoir une figure lumineuseS"S
3-Lame à faces légèrement
déformées e AH C n i r" Lame de verre Calcul de la différence de marche
Rayon incident
r Variation de e
de quelques λ eA n r"Lame de verre Éclairage en lumière parallèle (I proche de 0) Rayon incident
quotesdbs_dbs4.pdfusesText_7
Premier anneau pour
Plus p est petit , plus l"anneau est large
L"écart entre les anneaux se resserre lorsque l"on s"éloigne du centre ]2[21 lenpPartie entière [ 237,47]=237
Bilan: figure d"interférence
p=247 p=246 p=245Distance à l"axe optique de
la lentille X=f"i insensibilité à la cohérence spatiale de la source i r iO i r iLa figure d"interférence est indépendante de la position du point sourceOn observe une figure d"interférence contrastée même avec une source
étendue à distance finie idéal pour avoir une figure lumineuseS"S
3-Lame à faces légèrement
déformées e AH C n i r" Lame de verreCalcul de la différence de marche
Rayon incident
rVariation de e
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