Chapitre 3 - Activité 2 : Interférences lumineuses Objectif : – Pratiquer une démarche expérimentale visant à étudier quantitativement le phénomène d'interférences dans le cas des ondes lumineuses. Au début du XIXe , le physicien britannique Thomas Young réalise une expérience qui a marqué l’histoire des sciences. En plaçant devant une source lumineuse un cache percé de deux fentes fines parallèles et proches, il observe, en projection sur un écran, une alternance de raies sombres et claires : les franges d’interférences. Le dispositif est celui du document ci contre : On appelle « interfrange » (notée i) la distance séparant les milieux de deux franges brillantes (ou de deux franges sombres) consécutives. b Reproduire et décrire avec soin la figure observée en indiquant l'échelle. 1. D 2. Pour différentes distances b séparant les fentes, mesurer l’interfrange i le plus précisément possible. Indiquer la précaution à prendre. Vous noterez également la valeur de D. b (mm) i (_____) 130 230 430 Attention, si vous utilisez les jetons n°1 ou 3, remplacer les valeurs de b par 200, 300 et 500 mm. Appel n°1 : Compétence évaluée : Réaliser : Effectuer des mesures avec précision Chapitre 3 - Activité 2 : Interférences lumineuses Version 2017-01 1 3. On souhaite savoir si i est proportionnel à b .En utilisant le tableur, tracer un graphique qui permette de le vérifier. On prendra i en ordonnée. 4. La proportionnalité est-elle avérée ? Si oui, calculer le coefficient directeur de la droite obtenue. Appel n°2 : Compétence évaluée : Réaliser : Utiliser un logiciel (tableur, pointage vidéo…) 5. L’interfrange i est donnée par l’une des expressions suivantes : i=D+ λ (a) b 2 λ ×D (b) i= b2 λ ×D i= (c) b 2 λ ×D (d) i= b En vous aidant des questions précédentes, déterminer la bonne relation en justifiant soigneusement votre réponse. Souvenez-vous que pour être juste, une formule doit à minima être homogène, c'est à dire comporter les mêmes unités à gauche et à droite. 6. A l'aide des questions précédentes, déterminer la valeur de la longueur d'onde du laser. Compléter votre résultat avec un calcul d'incertitude en prenant en compte l’ensemble des résultats du groupe. Appel n°3 : Compétence évaluée : Réaliser : Effectuer un calcul et présenter un résultat de manière adaptée : application numérique, chiffres significatifs et unités, incertitude. Convertir des unités 7. On dispose d'une fente double dont l'écartement b n'est pas connu. Proposer une méthode de détermination de b. Réaliser votre expérience. 8. On éclaire la fente double avec deux lasers différents. Qu'observe-t-on ? Pourquoi ? Chapitre 3 - Activité 2 : Interférences lumineuses Version 2017-01
