Interférences 3 - Enseignement des Sciences Physiques en CPGE

Interférences non localisées à deux ondes :
Miroir de Lloyd
Remarque préliminaire :
La réflexion (air → verre) sur un miroir introduit un déphasage
supplémentaire ∆φ = π et une variation du chemin optique ∆δ = λ/2.
Considérons une source quasi-ponctuelle S, au-dessus d’un miroir plan de largeur M1M2 = ℓ, à une
hauteur h = SH, tel que HM1 = D.
Les franges d’interférences, observées dans un plan (P) orthogonal au miroir en M2, sont agrandies à
l’aide d’une lentille convergente L (centre optique O, distance focale image f2’).
Les franges sont visualisées sur un écran (E), passant par M2’, image de M2 à travers L, tel que OM2’ = d.
S
h
M1
F 2’
M2
O
(P)
M2’
L
(E)
1. Déterminer la largeur du champ d’interférences dans le plan (P).
2. Soit un point M du champ d’interférences sur l’axe M2x.
a. Tracer les deux rayons lumineux, issus de S, qui vont interférer en M.
b. Déterminer la différence de marche δ en M, en fonction de h, D, ℓ, λ et x = M2M.
3. a. Caractériser les franges d’interférences et préciser l’interfrange i au niveau du plan (P)
(orthogonal en M2 au miroir).
b. Déterminer le nombre N de franges noires observées.
4. Calculer la largeur du champ d’interférences et l’interfrange i’ sur l’écran (E).
Données :
λ = 0,6 µm
f2’ = 5 mm
ℓ = 10 cm
h = 2 mm
D = 20 cm
d = 20,5 cm