TD 1 Optique

Université Cadi Ayyad
F'acarlté des Scienre$ Semlalia-Marrakech
Département de Physique Année : 2013-2{l1d
Exercice 1:
ï'D l\ol : Optique physique
sMP- (S4)
Une onde lumineuse a une fréquence v = 5 l 0ra Hz dans le vide.
l. Calculer la période de cette onde ?
2. Calculer la longueur d,onde (en nm) de cette onde dans le vide ?
3. De quelle couleur s'agitil ?
4 Que deviennent la longueur d'onde et la fréquence de cette onde dans un verre ordinaire
d'indice n -- 1,5 ?
Exercice 2 :
on considère deux vibrations lumineuses, monoclrromatiques et polarisées suivant la même
direction (81"- alcosot et E2- a2cos(0)tg)), qui se superposent en un point M de l,espace.
L Pour àl.ar.. 6, représenter graphiquement la vibration résulta;te (E: E,* Eî1.; fonction du
temps t, dans les cas suivemts : q=.n/.2,(p: r et q =,, 2n. pour quelles valeurs'du déphasage <p
I'amplitude est-elle maximale ou rninimaie ?
2' calculer I'intensité I de la vibration résultante en utilisant la représentation complexe.
'|' Retrouver Ie rés'ltat par application de ra rornulc générale établie en cours.
4. Rcprésenrer I en foncrion du dÉphasage.
Exercicc 3 :
N vibrations sinusoidales synchrones. polarisées suivant la même direction. ont des plrases qui
varientenprogressionarirhnrétiquederaisonô,.p1=0,e2.=(p,_......, qN = (N,l )(p.
(les vibrations lurnineuses se s.uperposcnt en un point M àe l,espace.
l caiculer I'intensité résurtanté lorsque les ù vibratio's ont une même ampritucre a.
2 Que devient cette intensité si' les amplitudes varicnt en progression géométrique cle raisoniR<l
et N est infini. " -<-
3 Représenter I en fonction de ç dans les deux cas des questions (1.) et (2.) pour N - 5 et
R û.() respecrivement. L ' I' tz ' l''ul
Flxercicc 4 :
{-lne source laser énret une raie' de rongueur d'onde À ...0.63pm. de rargeur a}" - 0.005pm.
i. Calculer la fiéquence v de cette raie.
2. Calculer la lzrgeur, en fréquence, Âv de celte raie.
3. Calculer le remps Je cohérence de la source.
4. iln déduire la longueur de cohérence de eette source.
* -5. . Décluire la longueur des trais d'ondes é.i, par. ""tt.'rnur"*.
Exercice 5 : h:rr9
on considère deux sources de lumière identiques. s1 et s2. d'i'tensité Iu. produisant deux
faisceaux lumineux qui se superposent dans une région de l,espace.
r ' A qucte condition ces sources poprront-eu;s prochrire un phénomène d,interférences ?
Justifier votre réponse.
2. si cettc condition n'est pas _vérifiée, quelle serait l,intensité de l,onde résultante ?
3. comment appe e-t-on les deux rou.".r qui ueriii"ni cette condition.
on suppose q.e cette c.ndition est vérifiàe, "on.,,n.nt uppa'"-t-on la zone ou res deux
faisceaux se superposent ?
5 Donner I'expression comprexe d'.charnp électrique ti1 de lbnde émise par ra source s1 (on
prendla la phase de cette onde comme originc d", pl_,u."r;. :
6. Donner I'expression cornplexe. d.u fhamp él;.;;;; Ë: de l,onde émise par la s.,rce 52.
7. [tabjir |cxpression de I'intensire Ide |onde;r"jt;i; de ra superposition des ondes issues
des der"rx sources 51 et 52.
t ijf,;ffi]: condition (sur ra difference de marche) qui détermine res postions des franges
9. Calculer la visibilité des franges d,interférence. Conclure.
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