CR - Mise en oeuvre des systèmes

GOP1 MACH-ZENDER
CR - S.T.S Génie Optique Photonique – Lycée Jean Mermoz – 68300 SAINT-LOUIS
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INTERFÉROMÈTRE DE MACH-ZEHNDER
Nom des étudiants :
Date :
Date de retour
 1 jour de retard
-2pts
 2 jours de retard
Note /2
 + de 2 jours de retard
Note=0/20
N°
Questions
Pts.
Prof.
Pts.
Remarques des correcteurs
U51
Analyse fonctionnelle du système
1.3.1
Principes mis en œuvre
Principe de la mesure
Résultats attendus
OS
OS
__/1
__/1
1.3.2
Interféromètre de mach-Zehnder
Schéma
Réponse aux questions
OS
OS
__/1
__/1
1.3.3
Identification des fonctions
CM
__/2
U52
Mise en œuvre du système
2.2.1
Montage et réglage de
l’interféromètre
___/3
2.2.2
Mesure de l’indice de l’air
OS
__/3
2.2.3
Partie informatique
__/1
GB
__/1
U53
Analyse des performances du système
3.2.1
Précision des mesures
Estimation incertitudes et tableau
Conclusion, améliorations
OS
OS
__/0.75
___/1
3.2.2
Analyse des résultats
Calculs et analyse des résultats
Conclusion et écriture résultat
OS
OS
__/0.75
__/1
3.2.3
Analyse des performances du
convertisseur A/N
CS
__/1
3.2.4
Problématique
OS
__/0.5
Responsabilisation des étudiants
Rangement et autonomie
___/1
Total : ____/20
Les points dans les champs grisés sont attribués
sur place. À la correction, ces points ne seront
plus reportés sur le compte-rendu.
Remarques des étudiants (problèmes matériels, erreurs dans le sujet, …)
cadre 1 : Barème de correction.

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U
U5 51 1. . A AN NA AL LY YS SE E F FO ON NC CT TI IO ON NN NE EL LL LE E D DU U S SY YS ST TÈ ÈM ME E
1.1. Éléments à votre disposition
1.2. Problématique du TP
1.3. Travail demandé
1.3.1. Étude des principes mis en œuvre
1.3.1.1. Principe de la mesure
() = N  (1)
nkP 1
nkP
0 0 1 
(2)
( ) ( )e  k P P
2 1
(3)
 La cuve à une épaisseur e = 50,0  0,2 mm.
 Nous compterons le nombre N' = N + 1 de franges (ou fractions de franges) ayant défilées entre deux va-
leurs mesurées de la pression P1 et P2.
 La source est un laser He-Ne ( = 0,6328 m).
Dans les équations (1), (2), (3), on trouve les grandeurs (), N, , k, n0, P0, e, P1, P2. Quelles sont, parmi ces
grandeurs, celles qui sont données ? Celles qui sont mesurées ? Celles qui sont inconnues ?
Réponse :
1.3.1.2. Résultats attendus
L'indice de réfraction de l'air sec, à 0,03% de CO2, à 1013 mbars et 15°C est fonction de la longueur d'onde. Il
est donné par la formule d'Edlen (où  est en m) :
2
4
2
2
51
9,38
10.5997,1
1
130
10.40603,2
10.34213,81n
.
Calculer l'indice n0 de l'air dans les conditions normales pour la longueur d'onde  = 0,6328 m.
Réponse :
1.3.2. Interféromètre de Mach-Zehnder
1.3.2.1. Schéma cadre 2
La lentille L forme une source quasi ponctuelle S.
Compléter le schéma du cadre 2
On appelle S' l'image de S à travers CSp.

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On appelle S1 l'image de S à travers M et S2 l'image de S' donnée par M'.
On appelle S'2 l'image de S2 donnée par Sp et S'1 l'image de S1 donnée par Sp.
1.3.2.2. Questions
 Sur E1, on observe un système d'interférences à deux ondes. Quelles en sont les sources images respon-
sables ?
 Quelle forme de franges observe-t-on lorsque ces deux sources sont rigoureusement alignées le long de
M'Sp ?
 Quelle forme de franges observe-t-on lorsqu'elles sont décalées perpendiculairement à l'axe M'Sp ?
Réponse :
LASER L
M'
CSp M
E1
E2
S
Sp
cadre 2 : Interféromètre de Mach-Zehnder.

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1.3.3. Identification des fonctions
On souhaite faire l’identification des fonctions de service du système de mesure de l’indice de l’air.
 Compléter le diagramme des inter-acteurs ( pieuvre ) du système.
Vous pourrez utiliser des termes parmi la liste suivante : Energie électrique secteur, Automatisation, Voisinage,
Milieux extérieur, Utilisateur, Technicien, Soleil, Normes de sécurités, Vent, Milieu transparent, Laboratoire, Mé-
téo.
 Compléter le tableau faisant l’inventaire des fonctions de service (fonction principale, fonction contrainte, …).
Réponse : Tableau ci-dessous
cadre 3 : Schéma à compléter.
Fonction principale
FP1
Fonctions contraintes
FC1
FC2
FC3
FC4
Tableau à compléter.

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U
U5 52 2. . M MI IS SE E E EN N Œ ŒU UV VR RE E D DU U S SY YS ST TÈ ÈM ME E
2.1. Éléments à votre disposition
2.2. Travail demandé
2.2.1. Montage
2.2.1.1. Description
Définition des éléments :
CSp : cube séparateur Sp : séparatrice 50/50
M; M' : miroirs E1; E2 : écrans
L : Lentille f  16 mm Cuve : e = 50,0  0,2 mm
2.2.1.2. Réalisation
Réaliser des franges annulaires.
Montrer le montage à un professeur.
2.2.2. Mesure de l'indice de l'air
 Écrire les données sur le disque sous air.mach.
Le nombre de franges est N', le nombre d'interfranges N : N = N’ – 1.
Vous devez vérifier le nombre N' de franges entières et
compter le nombre de franges partielles
 Demander le calcul de la valeur de l’indice de l’air.
 Faire plusieurs mesures. Porter vos résultats dans
un tableau cadre 5.
Réponse : Voir...
2.2.3. Partie informatique
Faire constater le bon fonctionnement du programme, sauvegarder le dans votre répertoire et imprimer la face
diagramme.
Réponse : Voir …
U
U5 53 3. . A AN NA AL LY YS SE E D DE ES S P PE ER RF FO OR RM MA AN NC CE ES S D DU U S SY YS ST TÈ ÈM ME E
3.1. Éléments à votre disposition
3.2. Travail demandé
3.2.1. Precision des mesures
Pe
N
013,11n0
Calculez n0.
Cuve
étanche
LCsp
Laser
M'
M
Sp E1
E2
cadre 4 : Schéma du montage optique.
Essai n°
1
2
3
.....
P1
P2
Nb. de franges
N' (tot. + part.)
n0
cadre 5 : Tableau des résultats.