Travail pratique de terminale sur la diffraction

La lumière est omniprésente et essentielle dans notre quotidien. Mais pas seulement pour se repérer, nous l’utilisons pour nous soigner, affiner les diagnostics, mesurer précisément des distances, etc…

Mais, pour parvenir à l’utiliser à notre avantage, il faut comprendre comment elle fonctionne, ses propriétés. Dans ce TP, nous allons nous concentrer sur le phénomène de diffraction : la lumière, phénomène ondulatoire peut interagir avec elle-même…

Lumière bleue et ondes sinusoïdales

A l’aide des simulations d’expérience ci-dessous, réalisez le travail demandé.

Interférence d'ondes

Cette animation vous permettra de simuler différentes expériences avec des ondes sonores, lumineuses ou mécaniques et de les faire interagir entre elles.

La diffraction

  • Double-cliquer sur Diffraction
  • Sélectionner une ouverture « Carré » puis changer ses paramètres pour obtenir une fente rectangulaire de 0,40 mm de largeur et 0,10 mm de hauteur.
  • Appuyer sur le bouton rouge pour allumer le laser.

Vous observez une figure de diffraction.

  • Ci-dessous se trouve les grandeurs D et L à mesurer pour exploiter cette expérience.

Schéma d'une figure de diffraction et laisse en évidence des grandeurs à mesurer

Travail :

  1. En utilisant vos connaissances de trigonométrie, exprimer l’angle θ en fonction de D (=distance fente – écran) et L (largeur de la tache centrale), sachant que pour les petits angles : tan θ ≈ θ.
  2. On vous donne la relation suivante : θ = λ/a ; (a = hauteur de la fente). A l’aide de la relation trouvée précédemment et celle donnée, exprimer la distance D en fonction de λ, a et L.
  3. Calculer la distance D et comparer ce calcul expérimental avec la valeur théorique qui est Dthéorique = 1,0 m.

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