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Niveau maths spé
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défaut de planéité de miroir

Posté par
zebrico
27-12-15 à 20:04

Bonjour à toutes et à tous,

je bloque sur un exercice d'optique portant sur l'interféromètre de Michelson.

Citation :
suite à la détérioration d'un miroir, on le place dans un Michelson monté en coin d'air afin  de le vérifier.


1ere question : comment doit être monté le condenseur?

je ne vois pas trop quoi répondre, est ce que l'on demande la distance par rapport à la séparatrice ou par rapport à la source ? Ou bien est ce par rapport à son orientation?
Ça m'étonnerais que cela soit la distance puisque l'on nous donne que la focale de la lentille placée à la "sortie" du Michelson, et quant à l'orientation, je dirais perpendiculaire à l'écran ...

2eme question : d'après les éléments fournis (l'image est donnée en pièce jointe dans le topic), déterminer l'angle du coin d'air.

j'ai utilisé la formule reliant l'interfrange et l'angle

i=\lambda/(2*tan(\alpha))

donc  \alpha=arctan(\lambda/(2*i))

(et quand je mesure l'incertitude, celle ci est plus importante que la valeur de \alpha que j'ai

\alpha=0.00027 rad

et i=1,1mm+/- 0,06mm  (j'ai une grand précision car l'échelle n'est évidemment pas respectée sur la photo jointe)
donc quand je passe à l'inverse mon 0.06 mm devient plus important que mon 1.1 mm (dans l'arctangente)

Donc et d'une, la méthode est-elle bonne ?
Si oui, alors j'ai un soucis avec la question suivante :

3eme question : préciser la largeur sur laquelle le miroir est déformé

En effet je souhaitais utiliser la même méthode en mesurant l'interfrange au niveau de la déformation même... et ça me parait être une méthode un peu bancale...


Donc voilà mes petits soucis,
Merci d'avance!

défaut de planéité de miroir

Posté par
vanoise
re : défaut de planéité de miroir 27-12-15 à 21:51

Bonsoir,
L'interféromètre monté en coin d'air doit être éclairé sous incidence normale par un faisceau de lumière quasi parallèle. Si tu utilise une lampe à vapeur de sodium (???) tu dois placer ton condenseur de façon que la lampe soit dans son plan focal objet, le centre de la lampe étant au plus près du foyer objet.
L'angle caractérisant le coin d'air est tellement faible qu'il est possible de confondre, au moins pour le calcul d'incertitude, sa valeur exprimée en radian et sa tangente. Cela conduit à la formule simplifiée de l'interfrange :
i=\frac{\lambda}{2\alpha}
L'incertitude sur la longueur d'onde est négligeable ; donc :
\frac{\varDelta i}{i}=\frac{\varDelta\alpha}{\alpha}
Les incertitudes relatives sont égales.
Le miroir est déformé dans la zone où les franges ne sont pas rectilignes ;cela correspond à une largeur d'environ 4i.

Posté par
zebrico
re : défaut de planéité de miroir 28-12-15 à 11:34

Bonjour,

Oui pour la lampe a vapeur de sodium (ça change quelque chose si ça avait été à vapeur de mercure? à part au niveau des couleurs sur l'écran?)
Merci pour le condenseur.

Je pensais pas que c'était si bête que ça :p

Enfin

Citation :
En pivotant le miroir, on observe un interfrange qui augmente; en déduire si le défaut est un creux ou une bosse


c'est bien une bosse?

Posté par
vanoise
re : défaut de planéité de miroir 29-12-15 à 19:06

Bonsoir,

Citation :
c'est bien une bosse?

Tu as une chance sur deux d'avoir indiqué la bonne réponse !
Pourrais-tu justifier ta réponse ?
Pourquoi l'énoncé précise-t-il qu'en pivotant dans le sens horaire le miroir de référence supposé parfaitement plan, l'interfrange augmente ? (tu ne précises pas tout çà dans ton texte mais il me semble bien connaître ce problème )
N'oublie pas que la lentille de projection produit sur l'écran d'observation une image inversée par rapport au coin d'air.
L'énoncé original demande aussi d'évaluer l'épaisseur du défaut.
A propos de la source lumineuse : une lampe à vapeur de sodium émet deux radiations de longueurs d'onde très proches d'environ 589nm ; une lampe à vapeur de mercure muni d'un filtre vert émet aussi deux radiations de longueurs d'onde très proche d'environ 546nm.  Passer d'une lampe à l'autre modifie donc l'interfrange.

Posté par
zebrico
re : défaut de planéité de miroir 01-01-16 à 22:07

Oui je vois cela ^_^

Je n'en ai aucune idée, ça me parait naturel... je sais que c'est tout sauf satisfaisant, mais ce qui me gêne c'est la suite:

pourquoi j'ai l'intuition que dans le sens trigo l'interfrange diminue?  Alors que cela me parait tout sauf logique, il devrait y avoir une symétrie quelque part non?

Le fait qu'il y ait une lentille ne peut faire que retourner l'image par rapport à l'objet, donc je ne vois pas trop l'importance de ceci...

Posté par
zebrico
re : défaut de planéité de miroir 01-01-16 à 22:16

merci pour votre réponse!! désolé du retard.



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