[PDF] 1 Introduction générale 13 sept. 2017 arrivant sur

View - Download 1 Introduction générale

Previous PDF

Next PDF

1

LienaveclecoursdePhysiqueGénérale:

Ͳ PhysiqueI,Chapitre13:Lesondesélectromagnétiques:lalumière Ͳ PhysiqueII,Chapitre9:Lesondesélectromagnétiques:lalumière.Réflexion,Réfraction Ͳ PhysiqueII,Chapitre11Ͳ12:Interférencesetdiffraction.Instrumentsd'optiqueetleslasers

Objectifgénéraldel'expérience

1 Introductiongénérale

1.1) Spectreélectromagnétique,lumière

Ͳ9

4.3ͼ10

14

Hz(env.700nm)et7.7ͼ10

14 entre400nm(violet)et700nm(rouge). 2 c 0

у3.10

8 m/s.(Eq.1) lumièreestplusfaibleetdevient c=c 0 /n,(Eq.2) (fréquence temporelle)etdelongueurd'onde 0 d'ondedanslevide)conservesafréquence ,maischangedelongueurd'onde,quidevient: 0 /n.(Eq.3) gazeux)courammentutilisés.

Gaz(1bar)Liquide(20°C)Solide(20°C)

nnn

Air1.000293Eau1.333Diamant2.419

CO 2

1.000450Ethanol1.361Silicium3.420

évidenceplusieursloiset

2 Réflexionetréfraction

2.1) Elémentsdethéorie,loisdelaréflexionetdelaréfraction

i et arrivantsurunmilieu(t)d'indicen t selonunangled'incidence i estenpartieréfléchiselonunangle deréflexion r t (voirFigure2).

2.1.1 Lesrayonsincidents,réfléchisetréfractéssontdansunmêmeplan

2.1.2 Loidelaréflexion

égaux:

ri (Eq.4)

2.1.3 LoideSnellͲDescartes(réfraction)

iitt nn sin( ) sin( )(Eq.5) 3 (a) (b) (c)

IIͲ9).

2.2) Mesures

2.2.1 Attention:sécuritélaser!

NeJAMAIS

NEJAMAISENLEVEROUPLACERD'ÉLÉMENTS

OPTIQUESDANSLE

2.2.2 Etudedelaloidelaréfraction(loideSnellͲDescartes)avecunblocsemiͲcirculaire

a) LemontagedulaseràutiliseravantlaplaquesemiͲcirculairedevraitressembleràlaphotoen en horizontal. b) PlacerleblocsemiͲcirculairedanslebonsens.Justifierl'utilisationdecettegéométriepour vérifier 2a). c) Apartirdelaposition i =0,relever10valeursdifférentesde i et t etestimerl'erreurfaite i )enfonctionde sin( t den a (air)estdonnéedansleTableau1. 4 d) Apartirdelapentedugraphiqueetdel'erreursurcettepente,endéduirelavaleurdel'indice n b (a)(b)

2.2.3 Etuded'uncasparticulier:Réflexiontotale

5),nous

remarquonsque: Ͳ Lorsquel'indicederéfractiondupremiermilieuestpluspetitqueceluidudeuxièmemilieu (n i n t t i c auͲ i >n t (Extraitducours dePhysiqueGénéralePhyGIIͲ9). 5 a) PlacerleblocsemiͲcirculairedanslesensopposédel'expérienceprécédente.Observeret géométriepourl'étudedececas. b) Constaterqu'àl'approched'uncertainangled'incidenceparticulier i ,l'angleréfracté t d'incidencel'anglecritique c c) Mesurercetanglecritique c .Endéduirel'indicederéfractionn b dumatériauàpartirdelaloi b )enutilisantlafeuilleExcel

3 Applicationsdelaréflexiontotale

3.1) Guidagedelalumièredansl'eau

a) Connaissantlaconditionderéflexiontotale,calculerl'angled'incidencecritiquedansune b) Remplird'eau(robinetdanslasalledeTPB9)lebacprévuàcet effet.Prenezgardeàceque c) Eteignezlelaser(positionOFF). d) Placezlepointeurlaserapproximativementàlahauteurdujetd'eau. e) f) Enleverlavisservantdebouchonaubacremplid'eauetlaisserl'eaucoulerdanslebacde collectionprévuàceteffet. g) Fairedespetitsajustementsdelamonturequisupportelelaserjusqu'àobserverunfaisceau d'eau. 6

3.2) Fibreoptique

(sousformedelumière) exemple,uneseule principesdebasedeleurfonctionnement. lecoeurdelafibre(indice n c faiblequelecoeur(typiquementn g =1.444).

3.2.1 Calculdesconditionsdeguidage

a) Calculerl'anglecritique c

b) Enutilisantlaloideréfraction(Eq.5)àl'interfaceairͲcoeuràl'entréedelafibre(voirschéma

ent desrayonsquipourrontêtreguidés c) Endéduirel'ouverturenumériqueONdecettefibre,définiparON=nͼsin( ent ).Danslecasoù ent (c) maximumtolérédansunefibre. 7

Lesfaisceauxlumineuxquientrentdansla

guidéedanslafibre. coeur -n gaine )selonl'expression: 22
coeur gaine

ON n n(Eq.6)

3.2.2 Réalisationexpérimentale

a) Couplagedansunefibreoptique a) b) plus essai. 8 r Eteindrelelaser(boutonpositionOFF).TOUJOURSéteindrelelaseravantdefairedes Ͳ Enleverlefiltreatténuateurpourlapremièrepartiedel'alignement. Ͳ Placeruneextrémitédelafibreoptiquedanslamonturecontenantlalentille(marquée"fibre correspondante surleconnecteur. Ͳ Visserlamonturesurlaplaqueenaluminiumprévueàceteffet.

Ͳ Placerl'autreextrémitédelafibredanslamontureprévueàceteffet(marqué"fibresortie"),

Ͳ Allumer

lelaser(boutonpositionON). jamaisdirigerlasortie delafibreverslesyeux. Ͳ AssurezͲvousquelefaisceauestcorrectementcentrésurlalentille. Ͳ Observerattentivementl'écranàlasortiedelafibre.Sivousn'observezpasdirectementun essayezdefairedepetits brillantensortiedefibre. Ͳ Eteindrelelaseretreplacerlefiltreatténuateur. Ͳ Pourchangerdefibreoptique,éteindrelelaser,enleverlafibreetnepasoublierdecouvrirles b) Estimationdel'ouverturenumérique r Mesurezprécisémentladistancedentrelasortiedelafibreetl'écran,etévaluerl'incertitude dsurcettemesure. Ͳ Mesurezàl'aidedel'écrangraduélerayonRdelatachelumineuse,etestimerl'incertitudede mesureR.

Ͳ Calculerl'anglededivergence,et

Ͳ Comparerlesvaleursobtenuespourlesdifférentesfibresauxvaleursdonnéesparle c) Qualitédufaisceau assistantlasourcedecesdifférences.

4 Autreséléments

l'anglederéflexion internetotaled'unprisme situationsdelavieréelle!

Vers.13/09/2017,révisionS.Schilt

Incertitudesurlamesured'unangle:[°]=

i sin i (sin i t sin t (sin t

Indicedubloc:n

b

1/2insérergraphiqueici

TravauxPratiquesdePhysique

Représentationgraphique:sin

i =f(sin t

2.2.3)Réflexiontotale

BlocsemiͲcirculaire

c =± [°]n b

3.1)Guidagedansl'eau

c c ent

Fibre1

d=±[cm] ent

R=± [cm]ON

exp ON th

Fibre2

d=±[cm] ent

R=± [cm]ON

exp ON th

Fibre3

d=±[cm] ent

R=± [cm]ON

exp ON th

Fibre4

d=±[cm] ent

R=± [cm]ON

exp ON th

4)Autreséléments

2/2

TravauxPratiquesdePhysique

quotesdbs_dbs50.pdfusesText_50

[PDF] calculer langle dincidence limite

[PDF] calculer l'angle de réfraction

[PDF] calculer langle de refraction pour un angle dincidence de 85°

[PDF] calculer l'electronégativité

[PDF] calculer lelongation dune onde

[PDF] calculer l'enthalpie standard de réaction ? 298 k

[PDF] calculer l'étendue d'une série

[PDF] calculer l'indice de refraction

[PDF] calculer la charge du nuage électronique

[PDF] calculer la concentration en acide ascorbique dans la solution s

[PDF] calculer la concentration molaire

[PDF] calculer la raison d'une suite arithmétique

[PDF] calculer la raison d'une suite géométrique

[PDF] calculer la surface d'une forme irrégulière

[PDF] calculer la variation absolue et le taux d'évolution