Bonjour j'ai un exercice et j'aimeras d'aide pour certaines questions
La lumière serait de nature contradictoire. Si une théorie permet d'expliquer de nombreux phénomènes, elle peut s'avérer insuffisante pour en comprendre d'autres.
Le but de cet exercice est de montrer que, selon l'expérience réalisée, la lumière peut se comporter de façon différente. A cet effet on réalise le dispositif ci-après :
1. Dispositif expérimental.
(S) est une source de lumière qui éclaire deux fentes fines, verticales distantes de a = 1,5 mm
La source (S) est équidistante des deux fentes.
(E ) est un écran opaque vertical placé à une distance D = 2 m du plan des fentes
a) Quel phénomène se produit à la sortie de chaque fente ? Quel aspect de la lumière permet-il de mettre en évidence ?
b) Justifier l'utilisation d'une source unique pour éclairer les deux dentes.
c) Reproduire le schéma et représenter la marche des faisceaux lumineux issus des fentes F1 et
F2. Hachurer le champ où l'on peut observer le phénomène d'interférence.
2. La source (S) émet une lumière monochromatique de longueur d'onde λ.
a) Qu'observe-t-on sur l'écran ? Préciser la direction des franges et la nature de la frange centrale qui se forme en O.
b) Pour déterminer la longueur d'onde λ, on compte 5 franges brillantes de part et d'autres de la frange centrale occupant ensemble une largeur l = 8 mm. En déduire la valeur de λ.
3. La source précédente (S) est remplacée par une source (S') qui émet simultanément deux radiations monochromatiques de longueur d'onde λ1 = 0,60 µm, et λ2 = 0,54 µm. Il se produit une superposition des systèmes de franges formées par les deux radiations.
a) A quelle distance x du point O se produit la première coïncidence de franges brillantes ?
b) Une cellule photoélectrique reçoit un rayonnement lumineux issu de la source (S'). L'énergie d'extraction d'un électron du métal qui constitue la cathode de la cellule est W0 = 2,2 eV
Montrer qu'il peut se produire l'effet photoélectrique de la cathode de la cellule.
c) Calculer la vitesse maximale des électrons émis par la cathode.
On donne :
Constante de Planck h = 6,62.10-34 J.s
Célérité de la lumière dans le vide c = 3.108 m.s-1
Masse de l'électron : me = 9,1.10-31 kg
d) Quelle conclusion peut-on tirer des aspects manifestés par la lumière à travers ces éxpériences.
Voici mes réponses
1. a) C'est le phénomène de diffraction. L'aspect de la lumière mis en évidence est l'aspect ondulatoire de la lumière.
b) je ne sais pas ?
2.a) Dans le plan P, nous observons des franges d'interférences parallèles entre elles
b) L=10i=λD/a donc λ=8a/10D
3. a) La première coïncidence aura lieu pour x1=x2 c'est à dire k1.(λ1.D)/a=k2.(λ2.D)/a alors k1/k2 =λ2/λ1 =9/10 donc k1=9 et k2=10 donc x=k1.i1= 9.(λ1.D)/a
b) W0=hC/λ0 donc λ0=hC/W0=0,56µm >λ2 donc il se produit l'effet effet photoélectrique avec λ2
c)Ec=W-W0 donc 1/2 m.V²=hC/λ2-W0 donc V² = 2.(hC/λ2-W0)/m et on calcul V.
d)Je n'arrive pas à conclure de manière exacte.
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