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TD 2 : Optique physique I
Exercice 1
On réalise des interférences
à la surface de l’eau. Deux
points sources synchrones, no-
tés S1et S2, vibrant en phase
et ayant même amplitude Sm,
émettent chacun une onde
progressive harmonique cir-
culaire. On s’intéresse à la
zone où les deux ondes inter-
fèrent. En un point Mde la
région où se superposent les
deux ondes issues des deux
sources, δ(M) = S2M−S1M =
r2−r1représente la diffé-
rence de marche entre les
deux ondes qui arrivent en M. La longueur d’onde λest égale à 2,0 cm.
1 - Proposer un dispositif expérimental permettant de réaliser deux
sources synchrones à la surface de l’eau.
2 - Quelle relation doit vérifier la différence de marche δ(M) pour que
les deux ondes en Minterfèrent de manière constructive ?
3 - Quelle relation doit vérifier la différence de marche δ(M) pour que
les deux ondes en Minterfèrent de manière destructive ?
4 - On considère un point Mde la surface de l’eau tel que r1= S1M = 8,0
cm et r2= S2M = 17,0cm. Que se passe-t-il en ce point ?
5 - On considère le segment [S1,S2] de longueur L = 11,0cm. Déterminer
l’amplitude Amdu point Omilieu de ce segment. Justifier.
Exercice 2 D’après CCP 07
Un laser, de longueur d’onde dans le vide λ, émet un faisceau lumi-
neux cylindrique incliné d’un angle αpar rapport à l’axe Oz. Il éclaire
entièrement et de manière uniforme les deux ouvertures de faibles di-
mensions et distantes de a. Cette distance est très petite par rapport à
la distance d’observation D, et le point Mest proche du point O. On peut
considérer que a,x,ysont très petits devant D.
α
1 - Calculer la différence de chemin optique δ(M) au point Mentre les
rayons issus de chacune des ouvertures en fonction de α,a,xet D.
2 - En déduire, l’expression de l’intensité lumineuse I(M) et représenter
graphiquement I(x).
3 - Déterminer la position de la frange d’ordre 0. Dans quel sens se
déplace la figure d’interférences en fonction de α?
Exercice 3 D’après CCP 07
Un laser, de longueur
d’onde dans le vide λ, émet
un faisceau lumineux cylin-
drique d’axe Oz. Il éclaire
entièrement et de manière
uniforme les deux ouvertures
de faibles dimensions et dis-
tantes de a. Cette distance
est très petite par rapport à la distance d’observation D, et le point M
est proche du point O. On peut considérer que a,x,ysont très petits
devant D. Devant l’un des trous, on ajoute devant une petite lame à
faces parallèles, d’épaisseur eet d’indice n
1 - Calculer la différence de chemin optique δ(M) au point Mentre les
rayons issus de chacune des ouvertures en fonction de n,e,a,xet D.
2 - En déduire, l’expression de l’intensité lumineuse I(M) et représenter
graphiquement I(x).
3 - Déterminer la position de la frange d’ordre 0. Dans quel sens se
déplace la figure d’interférences si l’on enlève la lame de verre ?
MP-2 M. BARTHES