Bonjour à tous! quelqu'un pourrait m'éclairer pour résoudre cet exercice ? merci d'avance !
Q1) Le point O au centre est une zone sombre ou éclairée ? Justifier.
On cherche à mesurer l'interfrange i et à savoir quels paramètres jouent sur sa valeur.
Q2) Que représente l'interfrange ? (la définir)
En réalisant plusieurs expériences, où l'on fait varier un seul paramètre en laissant les autres identiques, on fait les constatations suivantes :
(a) L'utilisation d'un laser vert (à la place d'un rouge) montre que l'interfrange diminue
(b) Si on éloigne l'écran, l'interfrange augmente
(c) La position du laser S sur l'axe zz' ne modifie pas l'interfrange
(d) Le fait de rapprocher les deux fentes l'une de l'autre fait s'écarter les franges d'interferences sur l'ecran
Q3) Pour chaque constatation (a) à (d), indiquer les relations 1 à 5 qui ne sont pas compatibles avec les résultats expérimentaux en justifiant le raisonnement. En déduire l'expression correcte de l'interfrange.
(1)i=*D/b
(2)i=*D^2
(3)i=D*b/
(4)i=*b/D
(5)=i=*d/b
Données : = 650 ‡ 10 nm
d = 20 ‡1 cm et D = 140 ‡ 2cm
Pour la Q1) j'ai dis que : Les 2 vibrations qui interfèrent en O sont en phase donc il y a des interférences constructives ainsi la frange est brillante
Bonjour,
Question 1
Soit S la source lumineuse.
Les trajets S,S1,O et S,S2,O ont la même longueur.
Les ondes lumineuses qui arrivent en O sont en phase.
Elles donnent naissance à des interférences constructives et par suite à une frange brillante en O
Question 2 :
Voir le cours
Question 3 :
On peut d'emblée éliminer la proposition b)
Pourquoi ?
du coup pour conclure j'ai dis que
-la 2 on peut d'emblée l'éliminer
-la 5 aussi car la distance S1S2 est "b" et l'interfrange varie en un sens contraire
-la 3 est fausse car quand D augmente, i aussi donc ça varie dans le même sens
-4 est fausse car la position S modifie pas l'interfrange c'est pourquoi i depend de "d"
-1 est correcte car l'interfrange depend de lambda, D et b
c'est correct ?
Il n'est même pas besoin de consulter les constatations (a) , (b), (c), (d) pour affirmer que la proposition i = λD² est à écarter.
En effet " i " représente une longueur tandis que λD² représente le cube d'une longueur ( donc un volume )
En physique il ne peut y avoir égalité entre deux grandeurs de natures différentes.
Une longueur ne peut pas être égale à un volume.
Constatation (a) :
La longueur d'onde de la radiation verte (entre 520 et 545 nm) est plus petite que celle de la radiation rouge (entre 625 et 740 nm) donc on constate que l'interfrange et la longueur d'onde varient dans le même sens.
Quelle est (ou quelles sont) la ( ou les) proposition(s) qui ne sont pas cohérentes avec la constatation (a) ?
Pourquoi pas plutôt la 1 , la 4 ou la 5 ?
Conformément à la demande de l'énoncé il te faut justifier tes affirmations.
-la 2 est incorrect car "i" est une longueur or D*lambda^2 représente un volume
-la 3 aussi incorrect car la distance S1S2 est "b" et l'interfrange varie en un sens contraire
-la 4 est fausse car (experience b) quand D augmente, i aussi donc ça varie dans le même sens
-5 est fausse car la position S modifie pas l'interfrange (experience c) c'est pourquoi i depend de "d"
-1 est correcte car l'interfrange depend de lambda, D et b
c'est correct comme ca?
je recommence alors :
-relation 2 : c'est bon
-relation 3 : (experience a) : utilisation d'un laser vert montre que i diminue
-relation 4 : les 2 trous sont rapprochés de l'axe, les franges s'écartent les unes des autres donc relation fausse
-relation 5 : axe zz' ne modifie pas l'interfrange (experience c) donc d n'a pas d'influence sur "i"
-relation 1 correcte car c'est la seule qui n'a pas été éliminé
c'est mieux? (bien sûr je developperais + dans mon cahier)
Je propose :
Constatation (a) :
La longueur d'onde "λ" et l'interfrange "i" varient dans le même sens
Donc la proposition (3) : i = D*b/λ ne convient pas.
Constatation (b) :
Si on éloigne l'écran, l'interfrange augmente c'est à dire que si D augmente i augmente aussi
Donc la proposition (4) : i = λ*b/D ne convient pas.
Constatation (c) :
La position du laser S sur l'axe zz' ne modifie pas l'interfrange c'est à dire que "i" ne dépend pas de "d"
Donc la proposition (5) i= λ*d/b ne convient pas.
Constatation (d) :
Rapprocher les fentes l'une de l'autre fait s'écarter les franges donc si "b" diminue alors "i" augmente.
La proposition (4) i= λ*b/D ne convient pas.
Conclusion :
Il reste deux propositions (1) et (2)
La proposition (2) i= λ*D² ne convient pas car une longueur ne peut pas être égale à un volume.
La proposition (1) i= λ*D/b est compatible avec toutes les observations.
parfait j'ai bien compris alors!
je peux vous demander de m'aider pour la suite de l'exercice svp?
Voici la figure que l'on observe : (cf image)
échelle : 5cm
5.Déterminer i avec le plus de précision possible puis en déduire la valeur de b.
6.L'incertitude-type sur la mesure de i est estimée à 1mm
Déterminer l'incertitude type de b sachant que u(b)=b*(U(i)/i)^2+(U(D)/D)^2+(U(
)/
)^2
Exprimer b en m avec son incertitude.
7.La position d'un point M sur l'écran est repérée par sa distance y au point O. La différence de marche d s'écrit alors, pour un point M: =b*y/D
Qu'observe-t-on sur l'écran au point P distant de O de yM = 9,1 mm ? Justifier la réponse.
pour la 5) je calcule i avec la formule lambda*D/b?
oui je voulais dire "b" autant pour moi!
donc par exemple je mesure tous les points a partir du milieu de la première frange jusqu'au milieu de la dernière frange et je divise par le nombre de bande qu'il y a ? ou il y a une manière plus simple?
en l'occurence ici avec l'échelle ça me fait 6,5cm et divisé par 10?
Question 5 :
La méthode que tu décris est correcte.
Je ne peux pas vérifier tes mesures puisque je ne dispose pas de l'original sur papier de la figure d'interférence.
En admettant que tes mesures soient exactes on aurait
i = 0,65cm
Il te reste à calculer la valeur de "b" sans oublier d'attribuer une unité au résultat.
parfait!
ensuite pour la question 6, pour l'incertitude-type j'ai trouvé u(b)=21,5m
mais je ne suis pas sur
Ci dessous le détail de mon calcul, je te laisse le soin de le vérifier.
Je choisis d'exprimer toutes les données en mètres :
b = 1,4*10-4 m
i = 0,65 cm =0,65.10-2 m = 6,5.10-3m
U(i) = 1mm = 1.10-3m
(U(i) / i)² = (1.10-3 / 6,5.10-3m)² = 4/169
D = 1,40m
U(D) = 2cm =0,02m
(U(D) / D)² = (0,02 / 1,40)² = 1/4900
λ = 650nm = 650.10-9m = 6,5.10-7 m
U(λ) = 10nm = 1.10-8m
(U(λ)/λ)² = (1.10-8 / 6,5.10-7)² = 1/4225
(4/169) + (1/4900) + (1/4225) = 3993 / 165620 ≈ 0,0241
0,0241 ≈ 0,155
U(b) ≈ 1,4.10-4 * 0,155 ≈ 2,17.10-5m
U(b) ≈ 21,7µm
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