Diffraction-Interférences
Le test comporte 3 questions :
Etude de la diffraction par un réseau fentes éclairée par deux radiations.
Etude d'un réseau (1)
Etude d'un réseau (2)
La durée indicative du test est de 25 minutes.
Commencer
Etude de la diffraction par un réseau fentes éclairée par deux radiations.

On considère un réseau fentes, comportant traits par millimètre, éclairée par une source bichromatique de longueurs d'onde et . L'incidence est normale au plan des fentes.

  1. Donner l'expression littérale qui permet d'obtenir le nombre maximal d'ordres qu'il est possible d'observer pour la radiation .

  2. Evaluer ce nombre pour . On donne .

  3. Evaluer ce nombre pour .

  4. On note la couleur de et la couleur de . Citer l'ordre d'apparition des raies à partir de la raie centrale en utilisant leur code (exemple ).

Etude d'un réseau (1)

On considère un réseau fentes de largeur distantes de centre à centre de . On éclaire ce réseau par un faisceau d'ondes planes monochromatiques de longueur d'onde sous incidence normale. Ce faisceau couvre fentes. On définit la largeur angulaire comme la largeur correspondant à l'angle entre les deux positions d'intensité nulle de chaque côté du maximum de la raie.

  1. Donner l'expression littérale qui permet de déterminer l'ordre maximal observable.

  2. Le pas " " du réseau est de , la longueur d'onde " " vaut . Evaluer le nombre total de raies diffractées en incluant la raie centrale.

  3. Evaluer la largeur angulaire de la raie spectrale centrale (expression littérale).

  4. Evaluer la largeur angulaire de la raie spectrale d'ordre (expression littérale).

Etude d'un réseau (2)

On considère un réseau fentes qui sépare à l'ordre le doublet de longueurs d'onde et . L'incidence est normale au plan des fentes.

  1. Donner l'expression littérale du nombre de traits total que doit comporter le réseau.

  2. Le doublet est celui du sodium : longueur d'onde et . La séparation se fait à l'ordre . Evaluer le nombre de traits (limiter le résultat à trois chiffres significatifs).

  3. Le pas du réseau est de . Evaluer, en , la largeur de réseau à éclairer (1 chiffre significatif).

Vous allez maintenant comparer vos réponses avec celles qui vous sont proposées.

Pour chaque question, vous vous noterez en fonction de la note maximum indiquée en tenant compte des indications éventuelles de barème.

A la fin du test un bilan de votre travail vous est proposé. Il apparaît entre autres une note liée au test appelée "seuil critique". Il s'agit de la note minimum qu'il nous paraît nécessaire que vous obteniez sur l'ensemble du test pour considérer que globalement vous avez assimilé le thème du test et que vous pouvez passer à la suite.

Etude de la diffraction par un réseau fentes éclairée par deux radiations.
  1. La condition pour obtenir un maximum principal d'ordre dans la direction est .

    La valeur maximum de s'obtient pour la valeur maximum de . représente le pas du réseau.

    Ce qui conduit à l'expression littérale : m = (entier le plus proche par valeur inférieure à)  .

    (Attention : il faut mettre le pas en mètre.) (2 pts)

  2. Pour . (1 pts)

  3. Pour . (1 pts)

  4. Les raies vont se présenter, à partir de la raie centrale qui contient les deux radiations, dans l'ordre bobobob. Le chiffre qui suit la raie repère son ordre : , , , , , , . (4 pts)

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Etude d'un réseau (1)
  1. La condition pour obtenir un maximum principal d'ordre dans la direction est .

    La valeur maximum de s'obtient pour la valeur maximum de . Ce qui conduit à l'expression littérale : . (2pts)

  2. L'application numérique de l'expression précédente fournit . Nous pouvons observer 3 raies (ordre et ). (2pts)

  3. Soit la direction d'un minimum voisin immédiat du maximum d'ordre .

    soit .

    Soit encore du fait de la faible différence des deux sinus : et

    La raie centrale est d'ordre . Sa largeur angulaire est , soit . (2pts)

  4. La largeur angulaire de la raie d'ordre est . (2pts)

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Etude d'un réseau (2)
  1. La condition pour obtenir la séparation d'un doublet à l'ordre par un réseau comportant traits est . (2 pts)

  2. Avec le doublet jaune du sodium et à l'ordre on obtient . (1 pt)

  3. Avec un réseau dont le pas vaut , il faut soit pratiquement . (2 pts)

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Bilan
Nombre de questions :3
Score obtenu :/21
Seuil critique :14
Temps total utilisé :
Temps total indicatif :25 min.
Conclusion :
Légende :
Apprendre
S'évaluer
S'exercer
Observer
Simuler
Réalisé avec Scenari (nouvelle fenêtre)