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Optique ondulatoire

Posté par
Neverlandan
15-11-18 à 11:57

Bonjour!

Je rencontre un petit soucis sur un exercice d'optique ondulatoire concernant le déplacement des franges du coup je me permet de demander un peu d'aide.

Voici l'énoncé de l'exercice ( je suis désolé c'est un peu long mais il faut que vous voyez le problème dans son ensemble, ici c'est juste le déplacement des franges qui me pose problème) :

" Une source S émettant une lumière monochromatique éclaire deux sources secondaires S1 et S2 distantes l'une de l'autre de 2,5 mm.

La source S se trouve à égale distance des deux sources secondaires. On observe des franges d'interférences sur un écran placé à 3m du plan des sources S1 et S2.

Dans un premier temps, nous étudierons le phénomène d'interférence au niveau de trois points sur l'écran :
--> Le point M1 où les ondes issues des deux sources secondaires arrivent avec un déphasage de 10pi radians.
--> Le point M2 symétrique de M1 par rapport au centre de l'écran, la disatnce entre les points M1 et M2 (situés au centre des franges correspondantes) étant égale à 8,40 mm.
--> Le point M3 pour lequel la différence de marche entre les deux ondes issues de S1 et S2 est égale à 1,75 micromètre.

Dans un deuxième temps, nous introduirons derrière S1 un film de polyéthylène d'indice de réfraction 1,60 dont on veut déterminer l'épaisseur e.
L'introduction de ce film sur le trajet de l'onde issue de S1 provoque sur l'écran un déplacement d'ensemble des franges égal à 13,5 interfranges du coté de S1
"

Cette exercice est sous forme de QCM et l'un des choix est :

"Le film de polyéthylène est placé derrière S1.
Le déplacement des franges sur l'écran permet de déterminer l'épaisseur e du film de polyéthylène : e = 15,75 micromètre "

La réponse est vraie mais je n'arrive pas à déterminer e, même en ayant regardé la correction:  

(𝑛−1)𝐿=𝑎𝑥/𝐷 (L =e) d'où : 𝐿=𝑎𝑥/𝐷(𝑛−1)= (2,5×10−3×13,5𝑥0,84×10−3)/3(1,6−1)=15,75 𝜇𝑚

Je ne comprend pas trop la correction.

Je sais que c'est surement quelque chose tout bête mais je sais pas je bloque,
Si vous pouvez un peu m'éclairer cela m'aiderai beaucoup!

Encore merci d'avance!

Posté par
vanoise
re : Optique ondulatoire 15-11-18 à 15:09

Bonjour
Par définition de l'indice n de réfraction, la lumière se propage n fois moins vite dans le film que dans l'air (assimilé au vide). Pendant la durée de traversée du film, elle pourrait parcourir dans l'air une distance n fois plus grande : n.e . La lame est traversée par la lumière quasiment sous incidence normale.
On peut calculer le déphasage comme si la lumière se propageait uniquement dans de l'air en remplaçant le parcours dans le film par un parcours équivalent dans l'air égal à n.e.
La longueur équivalente dans l'air au parcours S1M est donc la somme de deux termes :
1° le parcours réel dans l'air de longueur (d1-e) ;
2° le parcours équivalent dans l'air au parcours dans le film : n.e.
Le parcours équivalent dans l'air au parcours S1M devient : d1+e(n-1)
D'où la différence de marche :

S_{2}M-S_{1}M=d_{2}-\left[d_{1}+e\left(n-1\right)\right]=\frac{a.x}{D}-e\left(n-1\right)
Sous réserve de l'orientation habituelle des axes. Sinon : adapter les signes.

Posté par
Neverlandan
re : Optique ondulatoire 16-11-18 à 16:24

Bonjour!

merci beaucoup pour votre aide, je pense avoir compris !



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