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DM de Physique : les interférences

Posté par
elise21
18-10-20 à 23:30

bonsoir, je suis entrain de finir mon Dm sur les interférences, mais il me reste 1 dernier exo, et faut savoir determiner si l'onde est destructive ou constructive mais apres de multiple recherche je ne sais pas comment faire
,
En observant une bulle de savon, on voit apparaître des irisations dont les couleurs changent suivant l'angles d'observation. C'est le phénomène d'iridescence.
Une bulle de savon est constituée d'un mince film d'eau savonneuse emprisonnant de l'air. Quand la lumière traverse ce film, il se produit un phénomène d'interférences entre la lumière réfléchie sur la face supérieure du film et celle réfléchie sur la face inférieure. La différence de marche entre ces deux rayons qui interfèrent dans l'oeil est alors donnée par la relation
:  0=2n.e.cos(i2)+(0/2)
  e: épaisseur du film d'eau
n: indice de réfraction du film d'eau
r: angle de réfraction du rayon réfracté dans l'eau
: longueur d'onde du rayon incident

donnée: longueur d'onde d'une radiation de couleur rouge  ( 0=640nm)
indice de refraction de l'eau savoneuse: n=1,35nm

1) determiner si les interferences sont constructives ou destructives pour une radiation rouge si l'eppaiseur du film est de: e=0,32um et si l'angle de refraction est de i2=42°

si vous pourriez m'aider ca serai super sympa de votre part
merci

DM de Physique : les interférences

***Titre complété pour plus de clarté***

Posté par
elise21
re : DM de Physique 18-10-20 à 23:44

je pense avoir trouver mais je ne suis pas sur... voici mon resultat
on prend k = 1,35 soit

=2n.e+(/2)

<=> k* = 2n.e+(/2)

<=>  =2n.e+(/2)

<=>  - (/2) = 2n.e

<=> /2 = 2n.e

<=> e = /(4n)
et apres je fais l'AN

Posté par
odbugt1
re : DM de Physique 18-10-20 à 23:45

Bonsoir,

Fais nous part de quelques unes de tes multiples recherches pour qu'on puisse voir ou tu en es.

Bien entendu, je suppose que tu as appris ton cours et que, pour des interférences, tu sais à quelle condition 2 ondes sont constructives et à quelle condition elles sont destructives.
Merci de rappeler ces conditions dans ta réponse.

Posté par
elise21
re : DM de Physique 18-10-20 à 23:47

merci d'avoir repondu, je viens de poster juste avant votre message une reponse que j'ai trouvé, mais j'en suis pas sur

Posté par
odbugt1
re : DM de Physique 18-10-20 à 23:47

Nos posts se sont croisés.
Je renouvelle ma question sur les conditions pour lesquelles 2 ondes sont constructives ou destructives.

Posté par
elise21
re : DM de Physique 18-10-20 à 23:49

si 2 ondes sont en phase elles sont constructives
et si elles sont en opposition de phase elles sont destructive

Posté par
odbugt1
re : DM de Physique 18-10-20 à 23:58

Bon ... alors je précise ma question :
A quelle condition portant sur la différence de marche a t'on des ondes constructives ?
Même question pour des ondes destructives

Posté par
elise21
re : DM de Physique 19-10-20 à 00:04

ahh désolé
si l'amplitude de l'onde est maximale L'interférence est constructive . et elle sera minimale pour la destructive
je sais pas si j'ai repondu a la question

Posté par
odbugt1
re : DM de Physique 19-10-20 à 00:18

Non.
La première chose à faire est de revenir à ton cours et d'y rechercher les conditions dont je te parle.
Tu les trouveras aussi ici ( paragraphe III, sous paragraphe 3) Les interférences

Posté par
elise21
re : DM de Physique 19-10-20 à 00:39

ok merci je viens de lire, et ceci ne figure pas dans mon cours mais ca maide beaucoup Une frange brillante en un point M correspond à une amplitude de la vibration résultante maximale et égale à 2A.  constructive
Une frange sombre en un point M correspond à une amplitude de la vibration résultante minimale et égale à 0. destructive

mais comment cela va m'aider pour résoudre la question??

Posté par
odbugt1
re : DM de Physique : les interférences 19-10-20 à 08:50

Apparemment tu n'as toujours pas compris mes questions. ( Voir mon post du 18-10-20 à 23:58 )

Je les répète :
A quelle condition portant sur la différence de marche, deux ondes donnent elles une interférence constructive ?

A quelle condition portant sur la différence de marche, deux ondes donnent elles une interférence destructive ?

Posté par
elise21
re : DM de Physique : les interférences 19-10-20 à 11:26

Rebonjour, je ne trouve pas dans le paragraphe III, sous paragraphe 3, le sujet sur la différence de marche, il n'y a que les définitions des ondes constructive et destructive, je pense que c'est dans le sous paragraphe 2

Posté par
elise21
re : DM de Physique : les interférences 19-10-20 à 11:47

Je pense avoir trouver

Si = n x avec n entier, les interference sont constructive

Si = (2n+1) /2 les interference sont destructive

Posté par
odbugt1
re : DM de Physique : les interférences 19-10-20 à 11:54

Il s'agit bien du paragraphe III, sous paragraphe 3, alinéas b et c
La différence de marche y est notée geo
Ce geo correspond au  0 de ton énoncé.

Posté par
elise21
re : DM de Physique : les interférences 19-10-20 à 11:59

ah d'accord, mais je sais pas comment l'appliquer, et ce que j'ai trouvé est faux??

Posté par
odbugt1
re : DM de Physique : les interférences 19-10-20 à 12:12

Bien entendu ce que tu as fait est faux puisque tu ne t'es pas servie des conditions que tu exposes dans ton post du 19-10-20 à 11:47

Je reprends :
Si la différence de marche est égale à un nombre entier de longueurs d'ondes ( donc δ0 = n*λ ) alors les interférences sont constructives.

Si la différence de marche est égale à un nombre impair de demies longueurs d'ondes ( donc δ0 =(2n+1) *λ/2 ) alors les interférences sont destructives.

Ton exercice se résume donc à calculer la valeur numérique de la différence de marche et à rechercher ensuite dans lequel des deux cas on se trouve

Posté par
elise21
re : DM de Physique : les interférences 19-10-20 à 12:44

Donc je dois faire le calcul suivant:
  δ0 = n*λ
         = 1,35*640
          = 864
c'est un nombre entier donc c'est une interférence constructive

δ0 =(2n+1) *λ/2
        = (2*1,35+1)*640/2
          = 1184
c'est un chiffre pair donc c'est une interférence constructive

c'est bien cela?

Posté par
elise21
re : DM de Physique : les interférences 19-10-20 à 13:46

merci de me repondre svp

Posté par
odbugt1
re : DM de Physique : les interférences 19-10-20 à 13:59

Non
La différence de marche se calcule à partir des données de l'énoncé :

La différence de marche entre ces deux rayons qui interfèrent dans l'oeil est donnée par la relation
0 = 2n . e. cos(i2) + (0/2)

Posté par
elise21
re : DM de Physique : les interférences 19-10-20 à 15:14

ok
0 = 2n . e. cos(i2) + (0/2)
                                            = 2*1,35*0,32*cos(42°)+(640/2)
                             = 319.65
donc ce n'est pas un nombre entier, alors ce n'est pas une interférence constructive

C'est bien cela??

Posté par
odbugt1
re : DM de Physique : les interférences 19-10-20 à 16:02

Pour commencer, il faut être attentif à la question des unités :

" n" est un indice de réfraction qui n'a pas d'unité ( bien que ton énoncé prétende que c'est une longueur !)
n = 1,35

" e " est une longueur qui doit être exprimée en m

" cos( i2) " n'a pas d'unité.        i2 = 42°

" 0 est une longueur d'onde donc c'est une longueur qui doit être exprimée en m

Ton calcul est donc à revoir.

Une fois ton calcul terminé, cherche si son résultat est oui ou non égal à un nombre entier de longueurs d'ondes (et pas si ce résultat est lui même un nombre entier comme tu sembles le penser)
Enfin cherche si ce résultat est oui ou non égal à un nombre impair de demies longueur d'ondes.

Tu pourras alors conclure, si l'interférence est constructive ou destructive.

Posté par
elise21
re : DM de Physique : les interférences 19-10-20 à 16:23

d'accord j'applique cela

0 = 2n . e. cos(i2) + (0/2)
       =2*1,35*3,2e-7*cos(42°)+(6,4e-7/2)
       =-2,558e-8
mais je ne sais pas ce que c'est qu'un nombre entier de longueurs d'ondes, ni nombre impair de demies longueur d'ondes.
J'ai regardé sur le liens que vous m'avez montrer mais je ne trouve pas...

Posté par
odbugt1
re : DM de Physique : les interférences 19-10-20 à 17:19

Un simple coup d'œil montre que ton calcul est faux et en plus rendu sans unité !
En effet, en multipliant ou en additionnant des quantités toutes positives, il est impossible de trouver un résultat négatif.
Je soupçonne ta calculatrice de travailler avec des angles en radians. A vérifier.

Quand tu auras le résultat ( avec son unité ! ! ! ) :
Combien y a t'il de longueurs d'ondes dans ce résultat ? ( Un nombre entier oui ou non ? )
Combien y a t'il de demies longueurs d'ondes dans ce résultat ? ( Un nombre impair oui ou non ) ?

Posté par
elise21
re : DM de Physique : les interférences 19-10-20 à 18:19

j'ai refait le calcul:

= 40.18


et j'ai toujours pas compris l'histoire des longueur d'onde...

Posté par
odbugt1
re : DM de Physique : les interférences 19-10-20 à 19:38

Non.
Encore une fois tu rends un résultat sans son unité

Je vais préparer ce calcul :
n = 1,35
e = 0,32 µm = 3,2 . 10-7 m
i2 = 42°     ;     cos(i2) = 0,743
0 = 640 nm = 6,4 . 10-7 m

0 = 2n . e. cos(i2) + (0/2)  = .....................

Je te laisse terminer et rendre un résultat accompagné de son unité

Posté par
elise21
re : DM de Physique : les interférences 19-10-20 à 19:44

voici l'AN

2 × 1.35 × 3.2e - 7 × 0.743 + (6.4e - 7 ÷ 2)
=32.18 Hz (je pense que c'est hertz)

Posté par
odbugt1
re : DM de Physique : les interférences 19-10-20 à 19:55

Non ...
Le calcul correctement posé est :

0 = 2 * 1,35 * 3,2 . 10-7 * 0,743 + (6,4 . 10-7) / 2

0 = ................  

Même si tu ignores l'unité de différence de marche (ce qui montre une profonde méconnaissance du cours) tu peux facilement retrouver cette unité à partir des unités utilisées dans le calcul

Posté par
elise21
re : DM de Physique : les interférences 19-10-20 à 20:03

D'accord merci beaucoup de m'aider

voici le resultat: 23.48 m (je viens de retrouver l'unité est en mètres)

et apres  " Combien y a t'il de longueurs d'ondes dans ce résultat ? " je n'est pas compris ce que ca veut dire

Posté par
odbugt1
re : DM de Physique : les interférences 19-10-20 à 20:41

L'unité de différence de marche est bien le mètre.
Si tu connais la valeur de la différence de marche ( en m ) ainsi que la valeur de la longueur d'onde ( en m également ) alors il est à la portée d'un élève de collège de calculer le nombre de longueurs d'ondes comprises dans la différence de marche.

Mais il y a un problème qui persiste :
La différence de marche n'est pas égale à 23,48m
J'ai trouvé une valeur des millions de fois plus petite.

Posté par
elise21
re : DM de Physique : les interférences 19-10-20 à 21:04

ok je viens de refaire le calcul et j'ai trouvé 9,61952e-7 m et 961,952 nm enfin je pense qu'il faut faire ça
j'ai vraiment pas compris la question, ca veut dire quoi de calculer le nombre de longueurs d'ondes comprises dans la différence de marche? je dois regarder c'est équivalent a quelle longueur d'onde?? mais 961nm c'est l'infrarouge
enfin j'ai vraiment pas piger ce qu'il fallait faire

Posté par
odbugt1
re : DM de Physique : les interférences 19-10-20 à 23:35

La différence de marche 0 = 962 nm est la bonne réponse.

On dirait que tu penses que cette différence de marche est une longueur d'onde !
Tu as vraiment de très grosses lacunes sur ce chapitre que je te conseille de revoir de fond en comble.

Il s'agit, pour les interférences constructives, de calculer combien de longueurs d'ondes

( 0 = 640nm ) sont comprises dans la différence de marche (962nm)
Le nombre obtenu est il entier ? Conclusion ?

Ensuite, Il s'agit, pour les interférences destructives, de calculer combien de demies longueurs d'ondes
(640/2 = 320 nm) sont comprises dans la différence de marche (962nm)
Le nombre obtenu est il impair ? Conclusion ?

Posté par
elise21
re : DM de Physique : les interférences 20-10-20 à 01:33

je vais faire plusieurs exo pour mieux comprendre, mais déjà votre aide me permet de mieux comprendre mon cours, merci beaucoup

je commence a comprendre, mais je ne sais pas comment calculer combien de longueurs d'ondes sont comprises dans la différence de marche, j'en ai aucune idée

Posté par
odbugt1
re : DM de Physique : les interférences 20-10-20 à 10:42

Mais bien sûr que tu sais faire ce calcul simplissime.
C'est un peu comme si on te demandait (par exemple) combien de fois 100m sont contenus dans 1800m, puis si on te demandait si le résultat est (ou n'est pas) un nombre entier.

Posté par
elise21
re : DM de Physique : les interférences 20-10-20 à 14:16

ok voila ce que j'ai fait:

962/640= 1,5
donc ce n'est pas un nombre entiers

et puis 962/320= 3

c'est un nombre impaire donc c'est une interférence destructive

Posté par
odbugt1
re : DM de Physique : les interférences 20-10-20 à 15:58

Oui, c'est exact .

Posté par
elise21
re : DM de Physique : les interférences 20-10-20 à 16:20

merci beaucoup, c'est grâce a vous que j'ai réussi, merci encore

Posté par
elise21
re : DM de Physique : les interférences 20-10-20 à 16:35

dans la question b) on me dit "proposez une épaisseur de film pour que la bulle apparaissent rouge avec le même angles de réfraction"

donc en gros pour cela je dois avoir une interférence constructive en changent seulement la valeur de e ??

Posté par
elise21
re : DM de Physique : les interférences 20-10-20 à 20:39

c'est bien cela ??

Posté par
elise21
DM de Physique interférence 21-10-20 à 17:33

Bonjour, je viens de resoudre la 1ere question de mon Dm grace a un utilisateur de ce site et je le remercie, mais il me reste une derniere question et je sais pas si j'ai bon

En observant une bulle de savon, on voit apparaître des irisations dont les couleurs changent suivant l'angles d'observation. C'est le phénomène d'iridescence.
Une bulle de savon est constituée d'un mince film d'eau savonneuse emprisonnant de l'air. Quand la lumière traverse ce film, il se produit un phénomène d'interférences entre la lumière réfléchie sur la face supérieure du film et celle réfléchie sur la face inférieure. La différence de marche entre ces deux rayons qui interfèrent dans l'oeil est alors donnée par la relation
0=2n.e.cos(i2)+(0/2)
  e: épaisseur du film d'eau
n: indice de réfraction du film d'eau
r: angle de réfraction du rayon réfracté dans l'eau
: longueur d'onde du rayon incident

donnée: longueur d'onde d'une radiation de couleur rouge  ( 0=640nm)
indice de refraction de l'eau savoneuse: n=1,35nm

1) determiner si les interferences sont constructives ou destructives pour une radiation rouge si l'eppaiseur du film est de: e=0,32um et si l'angle de refraction est de i2=42°

c'est cette question que j'ai réussi grâce a ujn utilisateur du forum (merci énormément)
voici ce qu'ont a trouver:
0 = 2 * 1,35 * 3,2 . 10-7 * 0,743 + (6,4 . 10-7) / 2
=9,61952e-7 m
= 962nm

962/640= 1,5
donc ce n'est pas un nombre entiers

et puis 962/320= 3

c'est un nombre impaire donc c'est une interférence destructive

maintenant voici la Q2:
proposez une épaisseur de film pour que la bulle apparaissent rouge avec le même angles de réfraction

et je pense que pour cela je dois chercher une interférence constructive en changent seulement la valeur de e

c'est bien cela??

*** message déplacé ***

Posté par
elise21
re : DM de Physique interférence 21-10-20 à 17:35

J'ai oublié l'image

DM de Physique interférence

*** message déplacé ***

Posté par
gbm Webmaster
re : DM de Physique : les interférences 21-10-20 à 17:46

Bonsoir,

Le multi-post est strictement interdit sur le forum :

attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q03 - Pourquoi ne faut-il pas faire du ''multi-post'' ?



Tu reçois déjà une aide de la part d'odbugt1, tu continues donc l'échange ici ...

Posté par
odbugt1
re : DM de Physique : les interférences 21-10-20 à 17:47

C'est une bien mauvaise idée que celle qui consiste à débiter un énoncé en tranches comme si c'était un saucisson !
A l'issue de ton post du 20-10-20 à 16:20 j'ai pensé que l'exercice était résolu et je suis passé à autre chose.

L'idée que tu proposes dans ton post du 20-10-20 à 16:35 est bonne.

Toutefois, si ton exercice n'était toujours pas terminé après cette question b) je ne continuerai pas à le gérer faute de temps ( en ce moment je ne peux pas toujours traiter simultanément plusieurs topics et je donne la priorité aux énoncés complets)

Posté par
elise21
re : DM de Physique : les interférences 21-10-20 à 18:23

désolé pour  le dérangement mais vu que j'avais aucune réponse j'ai fait un autre post,
Mais voici ce que j'ai fait:
= 2 * 1,35 * 1,6 . 10-7 * 0,743 + (6,4 . 10-7) / 2

=6,40e-7 m = 640nm

640/640=1  donc c'est une interferance constructive et puis si je fait:

640/320= 2 donc pas impaire


donc il faut une épaisseur de 0,16um

Posté par
odbugt1
re : DM de Physique : les interférences 21-10-20 à 19:06

0,16µm ( soit 160 nm ) est une bonne réponse, mais elle n'est pas unique :

Les interférences constructives vérifient la relation :
δ0 = k  λ0  
donc
2 n e cos (i2) + ( λ0 / 2)= k  λ0  
soit e = [ (k - 1/2) λ0 ] / ( 2 n cos(i2))

Numériquement cela donne ( en nm ):
e = 320 ( k - 1/2 )

Pour k=1 on retrouve e = 160nm

Il serait intéressant d'explorer les autres valeurs entières possibles de k

Posté par
elise21
re : DM de Physique : les interférences 21-10-20 à 19:34

Merci beaucoup!!

Apres pour la dernière question il n'y a aucun calcul on demande seulement
"pourquoi est il possible de voir différentes couleurs sur une bulle de savon"
et la réponse est:
car la lumière est décomposée à cause de l'épaisseur de la couche d'eau savonneuse : c'est le phénomène de diffraction. En fonction de l'épaisseur de la couche d'eau savonneuse, on voit une couleur plutôt qu'une autre



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