Fiche à destination des enseignants TS 2 CD ou DVD ?
Discuter de la validité de l'approximation après un calcul d'incertitude. Mesurer la distance entre deux sillons d'un disque optique. En déduire s'il s'agit d'
TP :MESURES DE PETITES DISTANCES CORRECTION
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Objectifs : Mettre en place un protocole pour déterminer le pas du sillon a d'un CD avec un LASER et comparer le résultat avec le pas d'un sillon de DVD
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c) Faire le calcul pour un DVD sachant que la largeur d'un pit vaut 032 II Vérification de la distance entre deux sillons adjacents du CD ou du DVD
TP :MESURES DE PETITES DISTANCES CORRECTION Première partie: Détermination du pas d'un réseau En mesurant LK, la distance entre deux taches lumineuses du même ordre, complétez le tableau ci-dessous : Distance entre l'écran et le réseau : D = 40,0 cm Longueur d'onde de la diode laser : λ = 650 nm ordrek123LK(mesuré,enm)L1=0,075L2=0,151L3=0,234a(enm,calculéàl'aidedesdeuxformules)€
6,95×10
-66,97×10
-66,85×10
-61) Calculez la valeur moyenne de a (le pas du réseau, en m) et comparez-là à l'indication fournie sur la diapositive (qui est en traits/mm). Calculez l'écart relatif et commentez votre résultat. Lecalculdelavaleurmoyennedeadonne:€
a=6,92×10 -6 m a diapo 1140000
=7,14×10 -6 mLecalculd´écartrelatifdonne:€
7,14-6,92
7,14×100≈3%
Lavaleurexpérimentaleconfirmebienl´indicationsurladiapositive.2) Montrez que la formule permettant de calculer a si on considère que θ est petit* peut s'écrire : Ilsuffitdecombinerlesdeuxformules.Danscecas,onconsidèrel´anglecommetrèspetit.3) Cette approximation est-elle justifiée pour les ordres 1, 2 et 3 ? Comparez la valeur calculée à vos mesures. On recommence les calculs avec cette formule simplifiée, on trouve : ordrek123LK(mesuré,enm)L1=0,075L2=0,151L3=0,234a(enm,calculéàl'aidedelaformulesimplifiée)€
6,93×10
-66,89×10
-66,67×10
-6 tanθ=sinθ≈θ a=2×k×λ×D
LOn se rend compte que plus l´ordre augmente, moins le résultat concorde avec les formules initiales. En effet, à l´ordre 3 les rayons sont suffisamment écartés pour que l´on ne puisse plus considérer l´angle comme petit. La formule simplifiée n´est plus valide. Deuxième partie: Mesure de la taille du sillon d'un CD et d'un DVD 4) A l'aide de la photo du montage et en utilisant la formule donnée, dét erminez expérimentalement la taille du sillon d'un CD puis d'un DVD (on s e lim itera aux taches lumineuses d'ordre 1 séparées d'une di stance L). Donnez et comment ez vos ré sultats. Données techniques : taille du sillon d'un CD : 1,6 µm, DVD : 0,74 µm. ! λ : la longueur d'onde du faisceau LASER (m) ! D : distance du réseau à l'écran (m) ! L : distance entre deux taches lumineuses d'ordre 1 (m). - pour le CD, la distance choisie est 31,9 cm :€
a=650×10 -9×1+4×
0,319 2 0,284 2 =1,59×10 -6 m- pour le DVD, la distance choisie est beaucoup plus courte car les rayons sont beaucoup plus écartés, D=10,6 cm :€
a=650×10 -9×1+4×
0,106 2 0,358 2 =7,55×10 -7 m=0,755µmLes résultats obtenus concordent avec les valeurs données dans le texte. 5) Identifiez au moins deux sources d'erreurs. Que pourrait-on améliorer afin de les réduire. L´écrandoitêtreplatetparfaitementparallèleaudisque,cequiestdifficileàobtenir.Ilestdifficiled´obtenirunefigureparfaitementsymétrique,lamesuredeL1estsûremententachéed´erreurs.Lalongueurd´ondeduLASERn´estpeutêtrepasconnueavecunegrandeprécision.......€
a=λ×1+4× D 2 L 2quotesdbs_dbs3.pdfusesText_6[PDF] stockage de l'information sur un disque optique
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