TP 3 Diffraction des ondes

3 2 Vitesse de propagation d'une onde Déterminons la vitesse de propagation d'une onde transversale le long d'une corde Si d est la distance parcourue par l'onde et At la durée de la propagation, on définit une vitesse moyenne de propagation par la relation : At Avec d en mètre, At en seconde, s'exprime en mètre par seconde (m s-l)

Chapitre 112a – Les ondes stationnaires

Onde stationnaire sur une corde fixée à un anneau Reprenons la démonstration précédente en effectuant maintenant une réflexion molle à l’aide d’une corde fixée à un anneau pouvant bouger seulement verticalement Le décalage entre toutes les ondes stationnaires dépend encore une fois de la longueur de la corde et

Exercices : diffraction - Correction

Exercice 4 : longueur d’onde et incertitudes Un élève réalise une figure de diffraction dans le but de connaître la longueur d’onde λ du laser utilisé Il obtient les mesures suivantes : a = 0,200 ± 0,005 mm D = 2,00 ± 0,01 m L = 12,6 ± 0,1 mm On rappelle la relation entre tout ces paramètres : λ a = L 2D

L’intensité d’une onde électromagnétique

Exemple : La longueur d’onde de seuil du sodium est égale à 0 460 nm Même à faible intensité, une lumière à longueur d’onde inférieur à la longueur d’onde de seuil permet d’éjecter des électrons La conclusion : La longueur d’onde de la lumière est un paramètre très important dans l’explication théorique de l

TP 3 Diffraction des ondes - Correction

Application: détermination d’une longueur d’onde λ Au bureau se trouve un laser vert dont la longueur d’onde λ est inconnue Remplacer le laser rouge par ce laser vert 1°) En exploitant la relation trouvée précédemment, écrire une méthode, ci-dessous pour déterminer λ

T (K) = T(°C) + 273,15 - pagesperso-orangefr

Il trouve alors une relation entre λ max et T : = ???? ???????????????? T représente la température en Kelvin max est la longueur d’onde de la radiation qui émet le plus d’énergie (en mètres) k est une constante : k = 2,9 10-3 m K On peut donc calculer la température d’un objet chaud émettant de la lumière en étudiant son spectre

TP 5 chimie : Terminale Comment déterminer les domaines de

A cette longueur d'onde la forme acide HIn n'absorbe pas, si bien que l'absorption d'une solution de BBT vers 620 nm pourra être considérée comme entièrement due à In - I 2 2 Éléments de réponse a) Dans chaque solution la quantité de matière apportée en bleu de bromothymol se retrouve en

Spectrophotométrie

1ère STL – SPCL Chimie et développement durable Fiche technique – Spectrophotométrie 3 2 2 Droite d'étalonnage Fixer la longueur d'onde λ max0 Faire le « zéro » d’asorane (« blanc ») avec une cuve contenant toutes les espè es autres que l’éhantillon X dosé

CELERITE DE LA HOULE - navigare-necesse-estch

Par exemple, une houle qui se propage à 10 nœuds (soit 5 15 m/s) aura une longueur d’onde de 17 m, avec une période de 3 1/3 s; avec une célérité de 6 nœuds, la longueur d’onde ne sera que de 6 mètres avec une période de 2 s Cela veut dire que si un bateau reste sur la crête d’une lame de houle à une vitesse de six nœuds,

Thème : Observer - Ondes et matière Cité scolaire André ChamsonTP

3 : Diffraction des ondes - Correction

Objectifs : - Pratiquer une démarche expérimentale visant à étudier ou utiliser le phénomène de diffraction dans le cas de la lumière.

- Mettre en oeuvre un protocole expérimental utilisant un laser.

I°)

Le phénomène de diffractionToutes les ondes subissent un phénomène appelé diffraction lorsqu'elles rencontrent un obstacle ou une

ouverture. En quoi consiste-t-il ?

1°) Observer la cuve à onde au bureau. Dessiner ci-dessous la figure observée après le passage des ondes par

l'ouverture (fente).

2°) Que constatez-vous lorsque la dimension de la fente diminue ?

Quelle condition est-il nécessaire de réalisée pour que la diffraction apparaissent ?

On observe que lorsque la largeur a de la fente diminue, l'onde s'étale derrière. C'est le phénomène de

diffraction.

La diffraction apparaît si a

II°)

Diffraction avec la lumièrea°)

Observation• Réaliser l'expérience ci-dessous.

1°) Dessiner rapidement ci-dessous, l'image obtenue. Légender avec les termes suivants :

- tâche centrale de diffraction, tâches secondaires, première extinctionλ

D = 1,60 m

LLλa

Tâche centrale

Premières instinctionsTâches secondaires

2°) Comparer la direction ou s'étale la figure de diffraction par rapport à la direction de la fente.

La tâche de diffraction est perpendiculaire à la fente. b°) Influence de la largeur de la fente1°) Relever la longueur d'onde λ de la lumière du laser (valeur donnée par le constructeur).

λ = 650 nm soit λ = 650×10-9 m

2°) Pour chaque fente de largeur a,

relever la largeur L de la tâche centrale. Compléter le tableau suivant :

Fils12345Cheveux

a (m)40×10-660×10-680×10-6100×10-6120×10-667×10-6 L (m)0,0560,0410,0250,0230,0170,034

3°) Tracer le graphique montrant l'évolution de L en fonction de

1 a. 1 a(m-1)a = 40 µm a = 60 µm a = 80 µm a = 100 µm a = 120 µmL

L×10-2 (m)

1 a

×103(m-1)Lcheveu

4°) 1

a et L sont-ils proportionnels ? Ils sont proportionnels car on obtient une droite qui passe par l'origine.

5°) Mesurer l'épaisseur d'un de vos cheveux, expliquer votre méthode. Faire apparaître les traits de construction

sur le graphique et compléter la dernière colonne du tableau. On mesure la largeur de la tache centrale pour un cheveu : Lcheveu = 3,4 cm = 0,034 m. Sur le graphique, on lit l'abscisse correspondant: 1 a=15×103 donc on obtient a=1

15×103

=67µm. c°)

ModélisationLe but de cette partie est de relier l'angle d'ouverture θ (voir image ci-dessous) en fonction de a et de λ.

1°) Donner la relation entre: tan(θ), D et L.

tan(θ)=L/2D→ tan(θ)=L 2D

2°) Pour des petits angles, on a: tan(θ)

≈ θ, écrire alors la relation entre

θ, D et L.

On en déduit θ=L

3°) Compléter alors le tableau ci-dessous:

Fils12345

a (m)40×10-660×10-680×10-6100×10-6120×10-6

650×10-9

40×10-6=0,016650×10-9

60×10-6=0,0110,00810,00650,0054

θ=L

2D0,056

2×1,60=0,0180,041

2×1,60=0,0130,00780,00720,0053

4°) Comparer alors θ

et λa. En déduire alors la relation générale entre D, L et λ et a. On remarque que est approximativement égale à λ a et donc on peut écrire l'égalité suivante : Application : détermination d'une longueur d'onde λ Au bureau se trouve un laser vert dont la longueur d'onde λ est inconnue.

Remplacer le laser rouge par ce laser vert.

1°) En exploitant la relation trouvée précédemment, écrire une méthode, ci-dessous pour déterminer λ.

Méthode : on exploite la relation précédente → On utilise un fil calibré a = 40 µm et on garde D = 1,60 m. On mesure à la règle la largeur de la tache centrale de diffraction :

L = 4,5 cmVue du dessus

λa

λa=L

2Dθ=L

λa=L

2Dλ=a×L

On trouve alors

2°) Donner les valeur de D, L, a assortis de leur incertitudes U(D), U(L) et U(a).

3×1graduation.

- Le fabricant des fentes donne une incertitude relative de 10 % pour l'épaisseur a de la fente. La plus petite graduation sur la règle et sur le mètre est 1 mm donc 1 graduation = 1 mm. U(D)=

3×1

U(L)=0,9mm

3°) Calculer l'incertitude absolue U(λ) sur la longueur d'onde du laser.

Écrire le résultat final sous la forme λ ± U( λ) en m puis en en nm.

Donnée :

U(λ) = 6×10-8 m

Donc on peut écrire λ = 5,6×10-7 ± 6×10-8 m

λ = (56× ± 6)×10-8 m

λ = (56 ± 6)×101 nm

4°) Le constructeur indique une valeur λ = 532 nm. La valeur indiquée est concordante avec votre valeur ?

la valeur indiquée par le constructeur est cohérente. U (D)D )2 +(U (a)a )2 +(U (L)L )2

[PDF] TP 3 Diffraction des ondes - Correction

3 : Diffraction des ondes - Correction

I°)

1°) Observer la cuve à onde au bureau. Dessiner ci-dessous la figure observée après le passage des ondes par

2°) Que constatez-vous lorsque la dimension de la fente diminue ?

La diffraction apparaît si a

II°)

Diffraction avec la lumièrea°)

1°) Dessiner rapidement ci-dessous, l'image obtenue. Légender avec les termes suivants :

D = 1,60 m

LLλa

Tâche centrale

Premières instinctionsTâches secondaires

2°) Comparer la direction ou s'étale la figure de diffraction par rapport à la direction de la fente.

λ = 650 nm soit λ = 650×10-9 m

2°) Pour chaque fente de largeur a,

Fils12345Cheveux

3°) Tracer le graphique montrant l'évolution de L en fonction de

L×10-2 (m)

×103(m-1)Lcheveu

4°) 1

5°) Mesurer l'épaisseur d'un de vos cheveux, expliquer votre méthode. Faire apparaître les traits de construction

15×103

1°) Donner la relation entre: tan(θ), D et L.

2°) Pour des petits angles, on a: tan(θ)

θ, D et L.

On en déduit θ=L

3°) Compléter alors le tableau ci-dessous:

Fils12345

650×10-9

40×10-6=0,016650×10-9

60×10-6=0,0110,00810,00650,0054

θ=L

2D0,056

2×1,60=0,0180,041

2×1,60=0,0130,00780,00720,0053

4°) Comparer alors θ

Remplacer le laser rouge par ce laser vert.

1°) En exploitant la relation trouvée précédemment, écrire une méthode, ci-dessous pour déterminer λ.

L = 4,5 cmVue du dessus

λa=L

2Dθ=L

λa=L

2Dλ=a×L

On trouve alors

2°) Donner les valeur de D, L, a assortis de leur incertitudes U(D), U(L) et U(a).

3×1graduation.

3×1

3×1

U(L)=0,9mm

3°) Calculer l'incertitude absolue U(λ) sur la longueur d'onde du laser.

Donnée :

U(λ) = 6×10-8 m

λ = (56× ± 6)×10-8 m

λ = (56 ± 6)×101 nm

4°) Le constructeur indique une valeur λ = 532 nm. La valeur indiquée est concordante avec votre valeur ?

λ=a×L

2D=40×10-6×4,5×10-2

×1,60

λ=5,6×10-7m

U(a)=0,10×a

U(a)=0,10×40=4µm

U(λ)=λ×

U(λ)=5,6×10-7×

4,5×10-2)2