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Niveau maths spé
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Optique physique

Posté par
Mate
17-05-21 à 21:33

Vous pouvez s'il vous plaît m'aidez pour ceci j ai essayer d écrire
r1p=2en+r1/2 et retrouver n mais je le trouve inférieur à 1 c qui est pas possible , aidez moi s il vous plait c est pour un DS

On éclaire avec une source S émmettant  deux rayonement  de longeur d onde r1 = 450nm(bleu) r2 =675nm(rouge) un interfèrométre de michelson réglé en lame d' air . On observe des anneaux  d'égales inclinaison sur un écran (E) situé dans le plan focal d'une lentille de distance focale f. On insère une lame de verre à face parallèles  d'épaisseur e = 20m  parallèlement à des miroires .
Déterminer l'indice de réfraction  n ( loi de cauchy)  et le nombre d'abbe V  de la lame de verre sachant qu'il ya défilement de 30 franges de même nature du système r1 et un defilement  de 20 frange de même nature de système r2

Posté par
vanoise
re : Optique physique 17-05-21 à 21:48

Bonsoir.
Avant introduction de la lame devant un des deux miroirs, l'interferometre est équivalent à une lame d'air d'épaisseur d. Que peut-on dire de l'interferometre après l'ajout de la lame de verre ?

Posté par
Mate
re : Optique physique 17-05-21 à 21:57

On va ajouter au terme de difference de marche un autre terme c est   (n-1)e

Posté par
vanoise
re : Optique physique 17-05-21 à 22:04

Tu y est presque. Rappelle-toi comment fonctionne l'interferometre.  Quels sont les marches des deux ondes...

Posté par
Mate
re : Optique physique 17-05-21 à 22:17

Pour les marches on va essayer de calculer le chemin optique apres on calcul la difference qui va nous donner 2dncos(r)

Posté par
Mate
re : Optique physique 17-05-21 à 22:21

Mais on a pas la distance d  je suis vraiment perdue

Posté par
Mate
re : Optique physique 17-05-21 à 22:32

Comment je peux faire alors?

Posté par
vanoise
re : Optique physique 17-05-21 à 22:35

Avant l'introduction de la lame, la différence de marche vaut 2d.cos(r).
Après elle vaut :
2d.cos(r)+2e(n-1).cos(r)
La valeur de "d" intervient dans le raisonnement mais sa valeur numérique n'est pas utile puisque on s'intéresse uniquement au nombre d'anneaux qui se créent ou disparaissent au centre.
Je te laisse réfléchir et proposer une solution.

Posté par
Mate
re : Optique physique 17-05-21 à 22:58

Je penser de calculer la difference de la difference de marche de 1 er rayon avec celle de 2 eme rayon  pour eliminer d mais on va avoir 2 inconue n1 et n2

Posté par
Mate
re : Optique physique 17-05-21 à 23:10

Ah non je pense ona va faire (n-1)e/r1 = (n-1)e/r2 n est ce pas ??

Posté par
Mate
re : Optique physique 17-05-21 à 23:13

Ah desoler je voulais dire (n-1)e(1/r1 - 1/r2)

Posté par
Mate
re : Optique physique 17-05-21 à 23:16

On va faire 30 -20 = (n-1)e*(1/r1 -1/r2)

Posté par
Mate
re : Optique physique 18-05-21 à 01:44

Mais le probleme on veut n en determinant a et b je pense

Posté par
vanoise
re : Optique physique 18-05-21 à 10:55

Le plus simple consiste à déterminer le nombre d'anneaux qui naissent ou disparaisse au centre (cos(r)=1), cela en fonction de n, e et .
Tu obtiendras ainsi la valeur de n pour la première longueur d'onde 1 et la valeur de n pour la seconde longueur d'onde 2. Tu pourras ainsi calculer les deux constantes de la formule de Cauchy.

Posté par
Mate
re : Optique physique 18-05-21 à 12:12

Ah oui j ai compris merci pour votre réponse

Posté par
Mate
re : Optique physique 18-05-21 à 12:31

Je propose comme solution
n1 = 1+  (30-20)×r1/2e
n2 = 1 +(30-20)*r2/2e

Juste?

Posté par
Mate
re : Optique physique 18-05-21 à 12:42

Je veux bien préciser que lambda1 =r1 et lambda2 = r2

Posté par
vanoise
re : Optique physique 18-05-21 à 12:45

J'utilise l'indice 1 pour la couleur bleue et l'indice 2 pour le rouge et je raisonne sur l'intensité lumineuse (éclairement) au centre des anneaux. Sachant que le passage d'un maximum d'intensité lumineuse au maximum suivant d'intensité lumineuse correspond à une variation de différence de marche égale à la longueur d'onde :

2e.\left(n_{1}-1\right)=30.\lambda_{1}\quad soit\quad n_{1}=1+15\cdot\dfrac{\lambda_{1}}{e}

De même :

n_{2}=1+10\cdot\dfrac{\lambda_{2}}{e}

Posté par
Mate
re : Optique physique 18-05-21 à 12:54

Oui je suis d'accord mais on va avoir n1 = n2

Posté par
Mate
re : Optique physique 18-05-21 à 12:57

J'ai eu ce resultat au premier temp mais n1= n2 ça ma parait impossible car a et b sont des cte donc on va avoir lambda1 = lambda 2

Posté par
vanoise
re : Optique physique 18-05-21 à 12:58

Pas tout à fait car le verre est un milieu dispersif : son indice de réfraction dépend de la longueur d'onde selon la formule de Cauchy.
Je te laisse vérifier en effectuant les calculs précis.

Posté par
Mate
re : Optique physique 18-05-21 à 13:20

Je ne sais pas vraiment mais en calculant les expressions de n1 et n2 je trouve égaliter car 15×450nm = 10 ×675nm

Posté par
Mate
re : Optique physique 18-05-21 à 13:23

Mais je pense que b = 15*r1^3 /e et a = 1 si on fait un calcul par identification

Posté par
Mate
re : Optique physique 18-05-21 à 13:27

Je m'excuse si je dis quelque chose  de n importe de quoi,  j arrive pas a me concentré bien

Posté par
vanoise
re : Optique physique 18-05-21 à 15:11

Il se trouve que 151=102 ; Les formules que je t'ai proposées précédemment conduisent donc à  un indice indépendant de la longueur d'onde, ce qui est incohérent. Je pense que cela provient d'une imprécision de l'énoncé sur la notion de "défilement des franges". J'ai considéré que, si en absence de lame, le centre correspond  à un maximum d'intensité lumineuse, un défilement de 20 franges correspond à une variation de différence de marche de 20. Si on attribue le n° 1 au maximum de lumière en absence de lame, la variation de différence de marche vaut seulement 19. Cela conduit à des résultats plus cohérents.
En écrivant la formule de Cauchy sous la forme : n=a+\frac{b}{\lambda^{2}} :

2e.\left(n_{1}-1\right)=29.\lambda_{1}\quad soit\quad n_{1}=1+14,5\cdot\dfrac{\lambda_{1}}{e}=a+\dfrac{b}{\lambda_{1}^{2}}

2e.\left(n_{2}-1\right)=19.\lambda_{2}\quad soit\quad n_{2}=1+9,5\cdot\dfrac{\lambda_{2}}{e}=a+\dfrac{b}{\lambda_{2}^{2}}
Cela donne un système de deux équations pour deux inconnues "a" et "b".

Posté par
Mate
re : Optique physique 18-05-21 à 18:33

Merci beaucoup

Posté par
Mate
re : Optique physique 18-05-21 à 21:33

S'il vous plaît monsieur vanoise est ce que vous pouvez me proposer un cour ou bien un site des exercices pour s entrainer a ce genre d'exercice .je vous remercie

Posté par
vanoise
re : Optique physique 18-05-21 à 23:09

Voici un cours relativement complet et de bon niveau sur l'optique ondulatoire :

Posté par
Mate
re : Optique physique 19-05-21 à 20:42

Merci

Posté par
vanoise
re : Optique physique 19-05-21 à 21:12

Citation :
Merci

De rien !
N'hésite pas à poster ici des questions précises sur des points que tu ne comprends pas.



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