Travail Pratique 2. Pouvoir séparateur
Dans l'étude des interférences produites par un système pouvant comporter de deux à dix fentes, le phénomène de diffraction lié à la largeur "\(e\)" des fentes n'est pas pris en compte. L'influence de ce paramètre est étudiée maintenant.
La figure d'interférences est alors modulée par la diffraction. Voir le cours.
Un "réseau" comportant 10 fentes fines est simulé.
Pour effectuer une mesure, vous pouvez provoquer l'apparition d'un repère horizontal (rouge sur sur la règle millimétrée, blanc sur l'écran), par un "click" de souris à l'endroit que vous souhaitez repérer soit sur l'écran soit sur la règle.
Description de l'applet.
Sur le panneau "Schema", on observe les traces des 10 fentes séparées par une distance \(d\) variable. Elles sont éclairées par un faisceau sous incidence normale. Le faisceau comporte deux radiations, une radiation de longueur d'onde égale à \(750 ~ \mathrm{nm}\) et une radiation de longueur d'onde variable de \(450\) à \(550 ~ \mathrm{nm}\).
Une lentille convergente, de distance focale fixe valant \(1,50 ~ \mathrm{m}\), permet d'observer la figure d'interférences à l'infini, dans son plan focal image où est placé un écran.
Le panneau "Écran" reproduit le spectre de raies obtenu. L'échelle de cette figure est donnée par le panneau reproduisant une règle millimétrée.
Observer - Décrire.
Prendre la valeur minimale de \(e\) et maximale de \(d\). Faire varier la longueur d'onde de \(450\) à \(550 ~ \mathrm{nm}\). Comment évolue l'écran ?
Prendre la longueur d'onde égale à \(500 ~ \mathrm{nm}\), et \(d = 100 ~ \mathrm{microns}\). Faire varier la largeur des fentes de la valeur minimale à la valeur maximale. Comment évolue l'écran ?
Conserver la longueur d'onde égale à \(500 ~ \mathrm{nm}\) et prendre \(e = 15 ~ \mathrm{microns}\). Faire varier la distance entre les fentes de la valeur minimale à la valeur maximale. Comment évolue l'écran ?
Prendre \(e = 5 ~ \mathrm{microns}\), \(lambda = 500 ~ \mathrm{nm}\) et \(d =100 ~ \mathrm{microns}\). Comparer le spectre avec celui obtenu lorsque \(e=15\) puis \(25\) puis \(35 ~ \mathrm{microns}\).
Conclure.
Mesurer
Établir l'expression de la répartition de l'intensité de la lumière dans le plan focal de la lentille.
Prendre la valeur minimale de \(e\) et la longueur d'onde égale à \(500 ~ \mathrm{nm}\). Dé le spectre observé. Préciser pour chaque raie sa position sur l'écran et son ordre.
Augmenter progressivement la distance \(d\). Noter la valeur de \(d\) chaque fois qu'apparait un ordre supplémentaire. Dé le spectre observé. Préciser pour chaque raie sa position sur l'écran et son ordre pour la valeur maximale de \(d\).
Théoriquement, quels sont les paramètres à choisir pour observer une raie latérale semblable à la raie centrale ? Contrôler votre détermination théorique.