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EXERCICE 3 : DIFFRACTION DE LA LUMIERE A TRAVERS UN TAMIS (5 points)
Partie 1 : Généralités sur les ondes
1.1. (0,25 pts) Une onde est la propagation d'une perturbation. Une onde transporte de l'énergie
sans transporter de matière.1.2. (0,5 pts) On rencontre des ondes :
ĺ : la direction de la perturbation est parallèle à la direction de propagation.Exemple : onde sonore.
ĺ : la direction de la perturbation est perpendiculaire à la direction de propagation.Exemple : houle.
Partie2 : Lumière LASER
2.1. (0,25 pts)
la lumière.2.2. (0,25 pts) Ce phénomène est observable lorsque la dimension de l'ouverture a est proche de
la valeur de la longueur d'onde Ȝ2.3. (0,5 pts) Une onde lumineuse est caractérisée par :
ĺ ou longueur d'onde ȜS'exprime en mètre (m).2.4. (0,25 pts) le vide Ȝ0, la célérité de la lumière c dans le
vide et la période T0 : Ȝ0 = c x T0 = c / Ȗ0 (0,25 pts) Fréquence correspondante : Ȗ0 = c / Ȝ0 = 3,00x108 / 532x10-9 = 5,64x1014 Hz 2.5.2.5.1 (0,25 pts) La célérité de la lumière dans l'air est très proche de celle dans le vide.
2.5.2 (0,25 pts) Dans l'eau ou le verre par exemple, la célérité de la lumière est inférieure à celle
dans le vide.Partie 3 : Dimension des mailles du tamis
3.1. (0,5 pts) Sur le deuxième schéma, en considérant le triangle rectangle en O, on a :
tan ș= L/2 / D = L / 2D or tan ș= ș donc ș= L / 2D3.2. (0,25 pts) Ȝ et au côté a de la maille :
3.3. Expression de la dimension a :
(0,25 pts) D'après les deux questions précédentes :ș= Ȝ= L / 2D donc Ȝ
soit Ȝ (0,25 pts) Calcul : a = 2 x 532x10-9 x 2,0 / 2,66x10-2 = 8,0x10-5 ȝ3.4. (0,5 pts) Si on remplace le LASER par un autre, de longueur d'onde Ȝ1 = 650 nm, on
observe : ĺn changement de couleur de la figure de diffraction,3.5. (0,5 pts) L'angle dépend de Ȝor la lumière blanche est une lumière polychromatique. On
observerait la superposition de figures de diffraction de toutes les couleurs composant la lumière
blanche, les franges violettes étant les plus fines et les franges rouges les plus larges. Onobtiendrait ainsi une figure de diffraction blanche, irrisée sur les bords d'une couleur orange/rouge.
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