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Niveau maths spé
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Miroirs de fresnel

Posté par
Phenix13
29-09-14 à 00:23

Bonjour !
Je ne comprends pas du tout cet exercice (le prof dit que c'est un classique pourtant :/), alors j'aurais bien besoin d'un peu d'aide... Je remercie par avance ceux qui auront la gentillesse de m'aider à comprendre !

Voici l'énoncé:

Dispositif de Fresnel
Source F éclairée en lumière monochromatique (longueur d'onde λ)
A = arête selon laquelle les miroirs sont accolés
α = angle entre les deux miroirs (petit angle)
I et J = extrémités des miroirs M1 et M2
d = distance source F / arête A

1) Les deux miroirs donnent de la fente deux images, F1 et F2. Montrer que ces images sont symétriques par rapport à une droite OA (O étant le milieu du segment F1F2). Calculer en fonction de d et α les distances OA et F1F2.

2) On a angle(IFA)=angle(AFJ)= β
Β est un petit angle
Les deux faisceaux réfléchis correspondants ont une partie commune. C'est le champ d'interférence dont on étudiera la section par le plan de la figure. On montrera que la forme de cette section dépend des valeurs des angles α et β. On étudiera particulièrement le cas β << α et on calculera en fonction de d, α et β touts les dimensions caractéristiques de ce champ ainsi que la distance au point O du plant perpendiculaire à OA dans lequel le champ à une largeur maximale.

3) On observe les franges sur un écran perpendiculaire à OA. Calculer l'interfrange en fonction de α, d, λ et D (distance écran/point O)

4) F est éclairée en lumière blanche. On enlève l'écran et on place dans le plan perpendiculaire à OA, à la distance D (=5.4m) du point O, la fente supposée infiniment fine d'un spectroscope. Celle ci est parallèle à F et située à y= 1.5 mm de l'axe OA.
Décrire l'aspect du spectre observé dan l'instrument. Evaluer numériquement les longueurs d'onde remarquables. Expliquer sans calcul comment varie l'aspect du spectre si on rapproche lentement la fente du spectro de l'axe OA en la maintenant dans le plan perpendiculaire à OA à la distance D de O.

5) On suppose que la fente a été amenée à passer par l'axe OA en restant parallèle à F et à la distance D de O. On intercale sur le trajet d'un des faisceaux (par ex celui issu de F qui tombe sur M1) une lame de verre à faces parallèles, très mince, dont on suppose l'indice n constant pour toutes les radiations. On admet que tous les rayons du faisceau tombant sur M1 traversent la lame, tandis qu'aucun des rayons du faisceau tombant sur M2 ne la traverse.
Dans quel sens les franges vont elles se déplacer ?
Calculer, en fonction de α, d, D, y et n l'épaisseur qu'il convient de donner à la lame pour que le spectre ait le même aspect que Q.4 quand la fente du spectro était à la distance y de l'axe OA.

6) On enlève la lame et on place la fente du spectro perpendiculairement aux franges d'interférence dans le plan perpendiculaire à la direction OA et de façon que la frange centrale lui soit en axe de symétrie.
Quel est maintenant l'aspect du spectre si l'on suppose que le spectro donne une répartition proportionnelle à la longueur d'onde ?

Posté par
Phenix13
schéma 29-09-14 à 00:29

J'avais fait un schéma mais il ne s'affiche pas :/ Toutefois comme c'est juste un dispositif de miroirs de fresnel, j'imagine que tout le monde voit bien de quoi il s'agit

Posté par
Phenix13
Question 1 29-09-14 à 00:30

Et pour la 1ère question j'ai trouvé :

OA= d
F1F2= 2d

Posté par
Phenix13
re : Miroirs de fresnel 29-09-14 à 22:21

Pour la question 2 j'ai fait deux schémas, avec différentes valeurs de et pour montrer l'influence sur le champ d'interférence, mais ça n'est pas vraiment une démo :/

Posté par
Phenix13
re : Miroirs de fresnel 01-10-14 à 23:52

Je ne trouve pas



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