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Chap 3 activité 1 Diffraction

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Chapitre 3 - Activité 1 : Étude expérimentale de la diffraction
Objectif :
– Pratiquer une démarche expérimentale visant à étudier ou utiliser le phénomène de
diffraction dans le cas des ondes lumineuses..
Compétences
Questions
correspondantes
Analyser : Choisir, concevoir ou justifier un
protocole expérimental
2
Réaliser : Réaliser un schéma ou un graphique
3
Réaliser : Utiliser un logiciel (tableur, pointage
vidéo…)
6,7
Attention, vous allez manipuler un laser.
Ne jamais diriger le laser directement dans
l’œil
1) Définir en une phrase le phénomène de
diffraction.
2) Mise en évidence.
Vous disposez du matériel suivant :
• Une jeton fente/fils et son support
constitué dans sa partie supérieur de
fentes (partie noire) aux dimensions
suivantes : 30 mm , 40mm , 60mm , 80mm ,
100mm , 150mm , 200mm . Dans sa partie
inférieur de fils aux mêmes dimensions.
• Un écran
• un laser sur pied
• un mètre
Proposer puis mettre en place un montage
permettant d’observer une figure de diffraction.
Appel N°1
Évaluation
3) Réaliser l'expérience suivante :
Fente de
largeur a
θ
Tache
centrale
Laser
D = 2,0m
L
Ecran
d=
quelques
centimètres
a) Reproduire et décrire avec soin la figure observée en indiquant l'échelle.
Appel N°2
b) Qu’observe-t-on en l’absence de fente ?
4) En vous aidant de la figure, montrer que θ≃
L
On rappelle que tan θ≃θ pour les
2D
petits angles (on supposera que c'est bien le cas ici) , avec θ exprimé en radian)
λ
5) Sachant que θ≃ , donner l'expression de L en fonction de D, a et λ.
a
6) Après avoir réalisé des mesures adaptées, montrer à l’aide d’un graphique sur le
tableur que L est proportionnelle à
1
.
a
Remarque : lorsqu’on mesure la longueur L de la tache, on le fait entre les centres des
deux zones sombres qui l’entoure.
L
Appel N°3
7) A l'aide du graphique précédent, proposer une méthode pour déterminer la valeur de λ
puis la calculer.
Appel N°4
8) Renouveler l'expérience en changeant de modèle de laser.
9) Sachant que le constructeur annonce une incertitude sur la largeur des fentes de 1,5 %.
Calculer U(λ).
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