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).
