Expériences autour de la polarisation de la lumière.

Chapitre polarisation. Activités expérimentales
SPCL - ondes
le
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Expériences autour de la polarisation de la lumière.
I. Polarisation de la lumière.
1. Placer la lampe à l'extrémité gauche du banc d'optique. À environ 25 cm de cette lampe, placer un
diaphragme qui servira d'objet. Régler le condenseur de la lampe pour que cet objet soit éclairé au maximum.
2. Placer l'écran à l'extrémité droite du banc d'optique puis ajouter une lentille de vergence 8 δ pour former
l'image du diaphragme sur l'écran.
3. Faire un schéma du montage (sans oublier le condenseur intégré à la lampe).
4. Sans défaire le montage réalisé, déterminer si cette lumière est polarisée.
5. Faire en sorte que la lumière soit polarisée verticalement puis appeler l'enseignant pour qu'il vérifie.
6. Sans défaire le montage réalisé, montrer que cette lumière est polarisée verticalement.
II. Afficheur à cristaux liquides.
7. Réaliser l'observation directe de la plaque à cristaux liquides éteinte (pile électrique non connectée) puis
allumée (pile électrique connectée).
8. Reprendre le montage de la question 6 avec polariseur et analyseur croisés puis remplacer le diaphragme par
la plaque à cristaux liquides allumée (si nécessaire, déplacer un peu la lentille pour former l'image de la plaque
à cristaux liquides sur l'écran) et régler le condenseur de la lampe pour que cet objet soit éclairé sur la plus
grande surface possible. Noter vos observations.
9. En jouant sur l'analyseur, déterminer l'effet de la plaque à cristaux liquides allumée sur la polarisation de la
lumière.
10. Remplacer le montage par la superposition miroir + filtre polarisant + plaque à cristaux liquides allumée +
filtre polarisant.
11. Éteindre la plaque à cristaux liquides (déconnecter la pile).
III. Titrage d'une solution de sucre.
12. Défaire le montage. Placer le laser (éteint) à l'extrémité du banc d'optique située côté couloir central. Placer
l'écran à l'autre extrémité du banc d'optique puis allumer le laser.
13. La lumière d'un laser est plus ou moins polarisée mais, pour avoir de la lumière totalement polarisée, placer
un polariseur juste après le laser. Orienter ce polariseur de façon à ce que l'éclairement de l'écran soit maximal.
Puis ne plus toucher au polariseur jusqu'à la fin.
14. Placer un analyseur à peu près à mi-distance entre le laser et l'écran puis le régler de façon à ce qu'il y ait
extinction. APRÈS AVOIR ÉTEINT LE LASER, noter la valeur de l'angle de l'analyseur.
15. Ajouter la cuve cylindrique (de 250 mL) au 3/4 remplie d'eau distillée entre le polariseur et l'analyseur et
noter vos observations.
16. Remplacer l'eau distillée par une solution aqueuse de saccharose de concentration 200 g/L et noter vos
observations.
17. En jouant sur l'analyseur, déterminer l'effet de la solution de saccharose sur la polarisation de la lumière puis
régler l'analyseur de façon à ce qu'il y ait extinction. APRÈS AVOIR ÉTEINT LE LASER, noter l'angle (par rapport à
l'angle de la question 14) pour lequel il y a extinction.
18. Proposer une méthode pour déterminer la concentration d'une seconde solution de saccharose.
19. Réaliser le protocole validé.
Chapitre polarisation. Activités expérimentales
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Expériences autour de la polarisation de la lumière.
Liste du matériel.
Au bureau :
□ calculatrice dont l'écran est démonté (je m'en charge)
□ 3 L de solution aqueuse de saccharose à 200 g/L préparés le jour même étiquetés "solution de saccharose 200
g/L"
□ 3 L de solution aqueuse de saccharose à 80 g/L préparés le jour même étiquetés "solution de saccharose de
concentration inconnue"
□ réserve d'eau distillée
Pour chaque binôme (5 binômes)
□ pissette d'eau distillée
□ 2 béchers
□ fiole jaugée 250 mL avec bouchon
□ éprouvette graduée 250 mL
□ entonnoir (assez fin pour rentrer dans le tuyau de la cuve cylindrique)
□ banc d'optique noir
□ source de lumière blanche sur son condenseur intégré et son support adapté au banc d'optique
□ diaphragme à iris réglable sur son support adapté au banc d'optique
□ lentille +8 δ sur son support adapté au banc d'optique
□ écran blanc sur son support adapté au banc d'optique
□ 2 pieds supplémentaire (pour tige) adaptés au banc d'optique (soit un total de 6 pieds)
□ support pour diapositive en bois adapté au banc d'optique
□ laser rouge (avec carcasse en aluminium rouge) avec son alimentation et son support en bois adapté au banc
d'optique
□ miroir de 10 à 20 cm
□ lampe de poche
Provenant du carton de matériel pour la polarisation :
□ cuve cylindrique (250 mL) avec son support sur tige
□ 2 polariseurs avec leurs 2 supports gradués sur tige
□ écran LCD avec sa pile bouton et son support sur tige
□ filtre vert au format diapositive