Atelier-Travaux Pratiques

Pour effectuer une mesure, vous pouvez provoquer l'apparition d'un repère horizontal sur la règle millimétrée, par un "click" de souris à l'endroit que vous souhaitez repérer sur la zone écran, sur la règle ou même sur le graphe où vous provoquez aussi l'apparition d'un repère vertical de couleur verte.

Description de l'applet d'observation.

Le panneau de gauche reproduit le schéma de l'expérience.

Une pupille circulaire de diamètre "\(a\)", réglable, est éclairée par deux sources incohérentes, situées à l'infini. Les deux faisceaux ont des inclinaisons symétriques sur l'axe de l'ouverture. Une lentille convergente, de distance focale \(f'\), permet d'observer la figure de diffraction à l'infini dans son plan focal image. Un panneau "écran" reproduit l'intensité lumineuse. L'échelle de cette figure est donnée par la règle millimétrée (réglet vertical).

Le graphique du panneau de droite reproduit la fonction intensité en tout point \(M\) situé sur l'axe de symétrie de la figure, observée sur l'écran, intensité rapporté à celle du centre quand les deux sources sont sur l'axe de l'ouverture (cas non réaliste). Cette normalisation permet de graduer l'échelle d'intensité relative de 0 à 1.

Dans la simulation les sources sont monochromatiques, de même couleur et d'énergie égale.

Observer - Mesurer - Décrire.

1. Conserver la valeur initiale \(a = 80 ~ \mathrm{microns}\). Prendre la valeur \("phi"= 0\). Vérifier par un calcul que la figure de diffraction est celle obtenue par une ouverture circulaire du diamètre affiché. Noter la valeur du maximum de l'énergie.

2. Augmenter, par pas de 1 degré, l'angle d'inclinaison des faisceaux. Noter la valeur de l'intensité relative au centre de l'écran, ainsi que celles des maxima latéraux quand ils apparaissent. Décrire l'évolution de la figure lumineuse. Noter la distance entre ces maxima.

3. Refaire ces mesures en prenant un diamètre différent du précédent.

4. Le critère de résolution de deux images de diffraction a été établi par Lord Rayleigh : le maximum de la tache de diffraction dû à l'une des sources, coïncide avec le premier minimum de la tache de diffraction dû à l'autre source.

   Prendre \(a = 50 ~ \mathrm{microns}\) et \(phi = 0\). Mesurer le rayon du premier anneau sombre de la tache de diffraction.

   Augmenter "\(phi\)" jusqu'à satisfaire le critère de Rayleigh. Décrire votre technique. Noter la valeur de l'angle. Est-ce la valeur attendue ?

   Déterminer le contraste \(C = \frac{IMax - Imin}{IMax + Imin}\). Pouviez vous prédire ce résultat ?