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Dispositif de Young 2

Posté par
hdiallo
30-04-23 à 22:05

Bonjour chers membres de île physique, aidez moi.

Exercice
On considère un dispositif d'interférences donnant d'une source primaire S deux sources ponctuelles cohérentes S1 et S2.
1) La source S émet une radiation de longueur d'onde = 546 nm.
Les franges sont observées sur un écran translucide (E). Le point I milieu de S1 et S2 se projette en O sur l'écran. L'angle sous lequel on voit S1S2 du point O est 0,001 rad.
a) Calculer l'interfrange i.
b) A quelle distance du point O se trouve le milieu de la neuvième frange brillante ?
2) La source S émet de la lumière blanche. On place la fente d'un spectroscope en M, à 2,5 mm de O. Quelles sont les radiations qui en M :
a) présentent une raie brillante ?
b) présentent une raie sombre ?
Les longueurs d'onde des radiations visibles sont comprises entre 400 nm et 800 nm.

** image supprimée ==> les 5 premières lignes sont à recopier (cf. règlement) **

***Enoncé recopié remis le 05/05/2023***

Posté par
hdiallo
re : Dispositif de Young 2 30-04-23 à 22:21

Ici, je n'ai jamais rencontré une question pareil où un angle doit intervenir. À vrai dire, je n'ai pas compris comment aborder ce problème. Aidez moi

Posté par
vanoise
re : Dispositif de Young 2 01-05-23 à 09:57

Bonjour
Le cours fait intervenir traditionnellement le quotient a/D. Or, ce quotient s'obtient très simplement en fonction de tan(/2). Or, pour les angles très petits :
tan(/2)/2

Posté par
hdiallo
re : Dispositif de Young 2 01-05-23 à 20:56

Si je comprend bien le schéma,
tan(/2) = a/(2D)
Alors /2 a/(2D) a/D
Or i = D/a

Donc i = /

C'est ça ?

Posté par
vanoise
re : Dispositif de Young 2 01-05-23 à 21:47

Les notations classiques conduisent à :
S1S2=2a

Posté par
hdiallo
re : Dispositif de Young 2 02-05-23 à 23:04

D'accord !

tan(/2) = a/D
Alors /2 a/D 2a/D
Or i = D/(2a)

Donc i = /
J'obtiens toujours la même relation au finish
C'est ça ?

Posté par
vanoise
re : Dispositif de Young 2 03-05-23 à 12:05

Citation :
\dfrac{\alpha}{2}=\dfrac{a}{D}

Oui mais, avec ces notations :

i=\dfrac{\lambda\cdot D}{a}

Posté par
hdiallo
re : Dispositif de Young 2 04-05-23 à 02:24

Vanoise je n'ai pas bien compris.

Pour moi, l'interfrange i se calcule par la relation i = D/a ; avec a=S1S2.

Maintenant ici, la droite (IO) divise l'angle par deux.
Dans le triangle S1IO : tan/2) = S1I/D ; avec S1I = a/2 (selon mes notations)

Ainsi, /2 = a/(2D).

Mais pourquoi passer par l'angle ,  alors qu'on pouvait calculer directement i par la relation i = D/a ?

Posté par
hdiallo
re : Dispositif de Young 2 04-05-23 à 02:31

Citation :

Mais pourquoi passer par l'angle ,  alors qu'on pouvait calculer directement i par la relation i = D/a ?

J'ai trop vite posté sans relire l'énoncé. Ici, D et a sont tous inconnus.

Mais avec tout ce j'ai expliqué, on doit aboutir à la relation, /2 = a/(2D) a = .D

Donc i = /

Posté par
vanoise
re : Dispositif de Young 2 04-05-23 à 10:11

Désolé : c'est moi qui ai commis une confusion dans les notations: "a" désigne traditionnellement la distance entre les sources :
a=S1S2 et non IS1
Dans ces conditions :

\tan\left(\frac{\alpha}{2}\right)=\frac{IS_{1}}{D}=\frac{a}{2D}

Puisque les angles sont très petits, si on les exprime en radians :

\tan\left(\frac{\alpha}{2}\right)\approx\frac{\alpha}{2}\quad;donc\quad\alpha\approx\frac{a}{D}

Donc l'interfrange a pour expression :

i=\frac{\lambda.D}{a}\approx\frac{\lambda}{\alpha}

C'est le contenu de ton message du 01-05-23 à 20:56.

Posté par
hdiallo
re : Dispositif de Young 2 04-05-23 à 17:54

Merci.
Mais la valeur de i m'inquiète : i = 546.10-6m

Posté par
vanoise
re : Dispositif de Young 2 04-05-23 à 18:08

Un interfrange de l'ordre du demi millimètre : cela n'a rien d'extraordinaire. L'observation et les mesures précises dans ce domaine de la physique nécessitent souvent l'usage de dispositifs optiques grossissants.

Posté par
hdiallo
re : Dispositif de Young 2 04-05-23 à 19:14

Désolé, j'ai enfreint aux règles du forum.
Je reprend l'énoncé ci-dessous :

***Edit gbm : merci ! Enoncé remis sur le sujet initial***

Posté par
hdiallo
re : Dispositif de Young 2 04-05-23 à 19:25

Citation :
Un interfrange de l'ordre du demi millimètre : cela n'a rien d'extraordinaire. L'observation et les mesures précises dans ce domaine de la physique nécessitent souvent l'usage de dispositifs optiques grossissants.

Sauf dans le document où j'ai pris l'exercice, la réponse finale est i = 1,09 mm. Cette réponse finale est en accord avec ton raisonnement du 01-05-23 à 21:47

Je suis vraiment confus

Posté par
vanoise
re : Dispositif de Young 2 04-05-23 à 19:53

Une faute d'inattention de ma part sur les notations a pu laisser planer un doute mais ma synthèse du 04-05-23 à 10:11 ne contient pas d'erreur. Dans la formule de l'interfrange : i=\frac{\lambda.D}{a} , "a" désigne bien la distance entre les deux sources et non la demie distance. De plus, ton schéma était très clair et conduisait bien à :  \alpha\approx\frac{a}{D}
Erreur dans ton corrigé ? cela arrive !

Posté par
hdiallo
re : Dispositif de Young 2 04-05-23 à 20:54

Donc la réponse attendue est i = 546.10-6m

Tu confirmes cela ?

Posté par
vanoise
re : Dispositif de Young 2 04-05-23 à 21:02

Oui !

Posté par
hdiallo
re : Dispositif de Young 2 04-05-23 à 21:20

Merci.
Question 1.b)
On demande la position de la 9ème frange brillante
x9 = 9i = 9*546.10-6 m = 4914.10-6m
Soit x9 = 4,9 mm

Posté par
vanoise
re : Dispositif de Young 2 04-05-23 à 21:39

D'accord !

Posté par
hdiallo
re : Dispositif de Young 2 04-05-23 à 22:23

Maintenant la question 2)
Il s'agit, comme dans l'autre exercice, procéder à un encadrement de "k", determiner les valeurs possibles de k, puis calculer les longueurs d'onde correspondantes.
En 2.a) pour encadrer "k" on utilise la formule des positions des franges brillantes x = kD/a
En 2.b) on utilise la formule des positions des franges noires x = (k + ½)D/a

C'est ça ?

Posté par
vanoise
re : Dispositif de Young 2 04-05-23 à 22:34

Oui. C'est la même méthode que dans l'autre exercice.

Posté par
hdiallo
re : Dispositif de Young 2 04-05-23 à 22:42

Merci bien vanoise



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