TD Optique Physique
Série 1
Exercice 1 :
Une onde lumineuse a une fréquence dans le vide = 5. 1014.
1. 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’agi-il ?
4. Que devient la longueur d’onde et la fréquence de l’onde si le milieu de
propagation et le verre d’indice n = 1.5 ?
5. Quelle est la couleur de cette lumière ?
Exercice 2 :
Le champ électrique E d’une onde progressive plane et monochromatique (OPPM) a
pour composante par rapport à un repère orthonormé:
= 0 3.106(3.108 )
= 0
= 0
1. Quelle est la nature de cette onde ?
2. Déterminer la période temporelle et la période spatiale de cette onde.
3. De quelle couleur s’agit-il ?
Exercice 3 :
Soient deux vibrations parallèles de même amplitude réelle a et de même
pulsation :
1=. 2=. +
1. Montrer que la vibration résultante de la superposition des deux ondes peut
s’écrire sous la forme :
=.cos +
Où A et sont des facteurs à déterminer. Retrouver le même résultat par la méthode
complexe.
2. Déterminer l’intensité résultante dans les deux cas suivant :
Les deux vibrations sont en phase.
Les deux vibrations sont en opposition de phase.
Exercice 4 :
On considère deux sources identiques 1 2 d’intensité 0 produisant deux
faisceaux lumineux qui se superposent dans une région de l’espace.
1. A quelle condition ces sources pourront-elles produire un phénomène
d’interférences ?
2. Si cette condition n’est pas vérifiée, quelle serait l’intensité de l’onde
résultante ?
3. Comment appelle-t-on les deux sources qui vérifient cette condition ?
4. On suppose que cette condition est vérifiée, comment appelle-t-on la zone de
superposition des eux faisceaux ?
5. Donner l’expression complexe du champ électrique 1 de l’onde émise par la
source 1(On prendra la phase de cette source comme origine des phases).
6. Donner l’expression complexe du champ électrique 2 de l’onde émise par la
source 2.
7. Etablir l’expression de l’intensité de l’onde résultante de la superposition des
ondes issues des sources 1 2.
8. Déduire la condition (sur la différence de marche) qui détermine les positions
des franges brillantes.
9. Calculer le contraste. Que remarquer vous ?
Exercice 5
1. Une source ponctuelle, monochromatique S éclaire un dispositif de trous
d’Young représenté sur la figure ci-dessus.
a. Donner l’expression de l’intensité I(M) en un point M de l’écran d’observation.
On suppose que |x|<<D et a<<D.
b. Déduire la frange centrale et la périodicité spatiale i.
2. On déplace la source S en un point S’, à une distance b de l’axe des trous
d’Young. On suppose que b<<l et a<<l.
Reprendre la question 1 pour la source S’.
3. Une seconde source S’’, identique à la précédente, est placée symétriquement
à S’ par rapport à l’axe du dispositif interférentiel. Les sources S’ et S’’ sont
supposées incohérentes.
a. Déterminer l’intensité totale en un point M de l’écran d’observation. Montrer
que l’on obtient des franges dont on exprimera le contraste V en fonction de λ,
a et la distance angulaire ε=2b/l qui sépare les deux sources S’ et S’’.
b. Dans quelles conditions l’écran peut-il être uniformément éclairé ?
4. Que se passe-t-il si on place la source étendue S’S’’, sur (z’z),
perpendiculairement à la direction des trous d’Young ?
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