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Exercice BAC physique : La diffraction
Bonjour !
Je suis en terminale S.
J'ai un exercice à faire pour la rentrée, et il m'embrouille à un point !!
Pourriez-vous m'aider ?
Le voilà !
> Un pointeur optique à laser à la forme et la taille d'un gros stylo. Le faisceau lumineux qui en sort, lorsqu'il est dirigé en direction d'un tableau, donne un point d'impact rouge très lumineux et de petite dimension.
Il permet à un conférencier, même lorsqu'il se trouve très loin du tableau, de pointer un endroit précis d'un document projeté.
On veut retrouver expérimentalement l'ordre de grandeur de la longueur d'onde (h0) de la lumière émise par le pointeur optique à laser ( long d'onde indiquée dans la fiche technique : (h0) comprise entre 660 et 680 nm).
On utilise le montage suivant : une fente verticale, de largeur (a) très petite, est placée sur le trajet du faisceau lumineux produit par le laser et un écran est placé à la distance (d) de la fente.
1. On propose quatre expressions pour la largeur (L) de la tache centrale :
a) L = (2hD)/a
b) L = (2aD)/h
c) L = (2D²)/ha
d) L = (2ha)/D
Et on réalise trois expériences : (voir image, j'ai recopié le tableau sur excel)
A. Par une analyse dimensionnelle, montrer qu'une des expressions est manifestement fausse.
B. A partir des expériences, déterminer les autres expressions que l'on doit éliminer (on précisera à chaque fois les expériences prises en compte)
En déduire l'expression de la largeur L de la tache centrale
2. Établir la relation entre L1, L2, h1 et h0. Calculer, avec le bon nombre de chiffres significatifs la valeur numérique de (h0). Ce résultat est-il en accord avec la notice technique du pointeur optique à laser.
Alors, j'ai essayé.. J'ai dit que l'expression (c) était improbable d'un point de vue dimensionnel, car un carré divisé par de très petites valeurs donnerait un résultat disproportionné.
Je sais que la bonne réponse est la (a), on avait fait un TP là dessus, où j'ai d'ailleurs tout compris, mais là l'exercice me rend folle.
Comment dois-je procéder pour la B ?
Je dois prendre une expérience, et montrer que telle expression ne serait pas applicable ? Mais comment ?
J'aimerais juste être guidée sur la manière de procéder pour tout l'exercice, que je puisse après trouver les réponses seule, ce serait vraiment gentil et d'une grande aide..
Merci à ceux qui ont eu le courage de lire, et bonne soirée !
salut
les premières réponses sont tout à fait correct.
reste à éliminer ces deux expressions:
b) L = (2aD)/
d) L = (2a)/D
supposons que l'expression L = (2aD)/ est correcte elle doit vérifier les 2 expériences 1 et 2 dont on a garder a et D constants
et on a trouvé que L2>L1 car L2=4cm L1=3,2cm
mais L2= (2aD)/o L1=(2aD)/1
alors L2>L1 => (2aD)/o > (2aD)/1
=> >
=>
1>o ce qui est faut
car d'après les données o comprise entre 660 et 680 nm suppérieure à 1=545nm
supposons maintenant que l'expression d) L = (2a)/D est coreecte.
d'après l' expérience 2 : L2 = (2a)/D
d'après l' expérience : L3 = (2a3)/D
et d'après les données L3>L2 => (2a3)/D > (2a)/D => a3 > a
ce qui est faut car dans le tableau on a pris a>a3.
d'ou les relations b) L = (2aD)/ et d) L = (2a)/D sont fausses.
Eh bien merci, je ne m'attendais pas à obtenir les réponses si facilement.
J'ai compris, en fait c'était pas aussi compliqué que je l'avais cru.
Mon vrai problème est maintenant à la 2e question..
Je sais que L1 = 2h1D/a
L2 = 2h0D/a
h1 = aL1/2D
h0 = aL2/2D
Avec : h1 = 543nm
L1 = 3.2cm
L2 = 4 cm
D et a, nous ne les connaissons pas, mais ils sont constants.
Comment puis-je établir une relation (sans me donner la réponse svp) ? 
Merci d'avance.
or a) est la seule qui correct.
d'après les résutats du tableau on a:
des deux relations on tire
===>
===>
===>
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