VELOCIMETRIE LASER
MESURE DE LA VITESSE D’UNE PARTICULE
I – Notions, présentation, et mise en oeuvre
La vélocimétrie laser à frange est une méthode qui permet de mesurer la vitesse de particules
en observant leur passage dans une zone d’interférence lumineuse.
On crée un réseau de franges d’interférences que la particule traversera en scintillant. On
observera la fréquence de ses scintillements pour en déduire sa vitesse lors de sa traversée du réseau.
On prendra comme support de particules un disque opaque placé au niveau du champ d’interférence.
La zone d’interférence est créée par un dispositif optique proche de l’interféromètre de
Michelson. Plus simplement, ce dispositif utilise un laser, des miroirs plans, une lentille convergente,
et une lame semi réfléchissante.
II – Principe optique
Le faisceau issu de la source lumineuse (laser), est séparé en deux par l’intermédiaire d’une
lame semi réfléchissante.
Le premier faisceau est réfléchi par un miroir plan avant d’être focalisé par la lentille
convergente sur son foyer image. Le deuxième faisceau est réfléchi par deux miroirs plans avant la
traversée de la lentille convergente. On obtient ainsi l’équivalent de deux sources lumineuses aux deux
points de traversée sur la lentille. Elles sont séparées par une distance définie par la position des
miroirs plans.
Les deux faisceaux se croisent ensuite au foyer image de la lentille, et interfèrent car ils
proviennent de la même source (pas de déphasage). On vient de créer un champ d’interférence
constitué de franges d’interférence. Les particules qui le traversent scintilleront. On observera ces
scintillements à l’aide d’un photorécepteur et d’un oscilloscope.