Interféromètre de Michelson et de Fabry-Perot
Attention : Le Michelson et le Fabry-Perot sont des appareils fragiles, donc à manipuler avec
précautions. Ne toucher en aucun cas les miroirs ou autres pièces optiques même si elles semblent
très sales.
Les lasers utilisés ici ne sont pas dangereux mais évitez quand même de mettre votre œil dans le
faisceau !
Poste n°1 : Michelson : Mesure de l'indice de l’air
- Eclairer le Michelson directement avec le laser He-Ne en vue d’obtenir des interférences bien
contrastées (un réglage rapide en coin d'air suffit pour cette expérience). Visualiser la figure
d'interférences en plaçant une lentille de très courte focale en sortie du Michelson de manière à
agrandir la taille de celle-ci sur l'écran.
- Placer délicatement une cuve de longueur L=5cm dans un des bras du Michelson. Comment se
transforme la figure d'interférences lorsque que l'on pompe dans cette cuve avec la pompe à main
?
- La relation théorique entre la variation de la différence de marche ∆δ et la variation de l'indice
optique de l'air nnn −=∆ 0 dans la cuve (n0 est l'indice de l'air à la pression atmosphérique p0
du jour et n l'indice à une pression p) est donnée par l'expression :
Lnnk )(2 0
∆
On comptera donc le nombre k∆ de franges qui défilent en fonction de la pression différentielle
ppp −=∆ 0 dans la cuve. On remarque alors que le tracé de )( pfk ∆
donne une droite
permettant de calculer la valeur de l'indice de l'air 0
n ( pour la détermination de 0
non utilisera
la définition d'un indice de réfraction à savoir n=1 pour p=0 )
Poste n°2 : Michelson : Spectre cannelé
- Effectuer le réglage du parallélisme entre la compensatrice et la séparatrice.
- Régler le Michelson en configuration dite "lame d'air" de manière à observer des anneaux bien
contrastés avec la lampe à vapeur de Sodium.
- Régler maintenant le Michelson de manière à observer des interférences en lumière blanche.
(mettre un filtre anticalorique à l'entrée du Michelson).
- A l’aide d’un système disperseur composé de plusieurs prismes (PVD), il est possible de faire
facilement le spectre de la lumière sortant de l'interféromètre. On veillera tout d'abord à placer
une fente fine en sortie du Michelson puis à faire son image géométrique sur l'écran avant de
rajouter le PVD pour obtenir un spectre cannelé correct comme indiqué sur le schéma ci-dessous.