Diffraction d`une onde

Lycée Jean XXIII REIMS
Chapitre P3 Terminale S
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DIFFRACTION D’UNE ONDE
I. Onde sonore
Principe : On souhaite représenter l’évolution de l’amplitude de l’onde sonore
devant un émetteur.
- Réaliser le montage suivant.
L’émetteur est fixe, le récepteur fixé sur un bras mobile peut se déplacer dans
tout l’espace tout en restant à distance constante d’un point central.
- Mesurer l’amplitude sonore A(α) de l’onde reçue par le récepteur pour
différentes valeur de l’angle α.
A(α=0) est l’amplitude de l’onde reçue par le récepteur lorsque celui-ci est placé face à l’émetteur.
- Saisir les résultats sur Excel.
- Créer la variable R=A(α)/A(α=0).
- Tracer la courbe R=f(α).
1. Diffraction des ondes sonores
- Réaliser les mêmes mesures après avoir introduit une fente entre
l’émetteur et le récepteur.
- Mesurer l’amplitude sonore Ad(α) de l’onde reçue par le récepteur
pour différentes valeur de l’angle α.
- Saisir les résultats sur Excel.
- Créer la variable Rd=Ad(α)/Ad(α=0).
- Tracer sur le même graphique la courbe Rd=f(α).
2. Analyser vos résultats.
II. Lumière
Objectif : Observer la diffraction par une fente et mesurer la largeur d’un objet.
1. Manipulation
a. Montage
1. Sur un banc optique réaliser un montage comprenant :
 Une source lumineuse (diode LASER).
 Un porte objet avec une série de fentes de différentes largeurs connues.
 Un porte écran avec un écran d’optique.
2. Observer le phénomène avec différentes fentes de largeurs connues.
b. Mesures
1. Pour chaque fente de largeur a, mesurer la largeur d de la tache centrale de diffraction.
2. Dresser le tableau de mesure ci-dessous :
a (mm)
d (mm)
3. Mesurer la largeur de la tache de diffraction pour la fente de largeur inconnue.
4. Remplacer la fente par un cheveu de l’un des membres du binôme.
 Observer et décrire la nouvelle figure de diffraction.
 Mesurer la largeur de la tache centrale de diffraction.
c. Exploitation
1. Introduire vos résultats dans un tableau Excel.
a (mm)
d (mm)
1/a (mm-1)
2. Tracer la courbe donnant la variation de la largeur d de la tache centrale de diffraction en fonction de 1/a.
3. Imprimer, avec autorisation du professeur, la courbe.
4. Utiliser cette courbe pour déterminer la largeur de la fente inconnue et le diamètre du cheveu.
5. A quelle condition peut-on utiliser cette courbe pour déterminer le diamètre d’un fil ?
2. Utilisation de modèle
 Ouvrir Laboratoire virtuel dans bureau, cliquer successivement sur : Terminale, Physique, Optique, puis choisir :
- diffraction par une fente.
- diffraction par une pupille circulaire.
 En étudiant ces Applets, en déduire l’influence :
- des dimensions de l’ouverture sur la figure de diffraction,
- de la longueur d’onde sur la figure de diffraction.

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DISPERSION
Objectif
Observer la dispersion de la lumière par un prisme.
Manipulation
 Faire le schéma du montage réalisé.
 Décrire le phénomène.
 Utiliser le Laboratoire virtuel et les Applets (prismes…) proposés pour interpréter le phénomène.