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Niveau maths spé
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Interféromètre de Michelson

Posté par
jojoxxp4
18-01-15 à 19:17

Bonjour,

En traitant un problème sur l'interféromètre de Michelson voila que je me trouve bloqué sur les 3 dernières questions et j'aurais donc besoin d'aide svp!


On éclaire le Michelson avec le doublet jaune du sodium de façon à obtenir sur un écran des anneaux. e désigne la distance entre l'un des miroirs et le symétrique de l'autre par rapport à la séparatrice.

1) Comment pourrait-on calculer l'épaisseur e pour laquelle on voit disparaitre de façon définitive les anneaux? On précisera l'origine de cette disparition définitive.

2) Sans toucher les miroirs, on éteint la lampe, puis on la rallume 15min plus tard, les anneaux réapparaissent. Pourquoi?

3) Citer une expérience mettant en évidence la grande sensibilité du Michelson.


Merci d'avance!

Posté par
prbebo
Interféromètre de Michelson 19-01-15 à 13:59

Bonjour jojoxxp4,


l'interféromètre de Michelson éclairé avec une lampe au sodium est un grand classique, abondamment traité sue le net et sans doute aussi sur le forum (regarde avec le moteur de recherche si par hasard ton exo ne serait pas déjà corrigé).

Pour la première question, tu peux voir ici :
, aller au chapitre 3 puis au paragraphe 3.3.1.3 : Anticoïncidences.
voir aussi la vidéo ici  .
Il y a également des infos utiles à la page 6 de ce texte de TP . L'écart entre les longueurs d'onde du doublet n'est que de 0,6 nm... il faut faire varier l'ordre d'interférence de plusieurs centaines (500 de mémoire) pour passer de la coïndidence à l'anticoïncidence).

Pour la deuxième question je ne sais pas au juste, je suppose qu'à froid le sodium n'a que deux niveaux d'énergie dont le passage de l'un à l'autre donne un photon de longueur d'onde jaune, et qu'a partir d'une certaine température le niveau se dédouble pour donner naissance au doublet bien connu. Mais honnêtement je ne garantie pas la véracité de ma réponse... un autre correcteur donnera probablement la bonne explication.

Pour la question 3 en revanche, pas d'hésitation :
il faut parler de l'expérience de Michelson et Morley, donc le résultat négatif a permis à Einstein d'écrire sa théorie de la relativité restreinte. Nombreux sites sur le net, par exemple .

Si tu veux faire du baratin, tu peux dire que, contrairement à ce que l'on croit généralement, Einstein n'a pas obtenu le prix Nobel pour sa découverte de la relativité : il ne l'a eu qu'en 1921 pour son explication de l'effet photoélectrique. En revanche Michelson l'a décroché dès 1907, justement après son expérience interférométrique pour prouver l'existence d'un gaz hypothétique interstellaire appelé "éther". C'est bien la première et unique fois, dans l'histoire des sciences, qu'on récompense quelqu'un pour avoir présenté une expérience qui n'a "pas marché"...

Bonne lecture.

Posté par
prbebo
Interféromètre de Michelson 19-01-15 à 14:01

erratum : je ne garantis pas...



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