CORRECTION DU TP 7 : LA DIFFRACTION DE LA LUMIERE
Question 1 : Plus le fil est fin, plus la largeur de la tache centrale est importante alors qu’on devrait « normalement » observer un point : le phénomène de diffraction est donc plus marqué.
Question 2 : Un exemple de protocole On réalise une expérience de diffraction avec une fente de largeur a connue. On mesure d et D avec une règle (D doit être assez grand pour plus de précision, au moins un mètre voire deux) On calcule à l’aide d’une formule avec la tangente : tan = (d/2 / D) (cf. schéma) On sait d’après les documents que = / a. Donc = x a Il suffit de faire le calcul pour obtenir une valeur de la longueur d’onde. Voir diapo suivante pour la précision
Question 2 : Un meilleur protocole Pour plus de précision, il faut faire plusieurs mesures (minimum 4 ou 5…). La solution la plus simple consiste ensuite à faire la moyenne néanmoins une mesure ratée risque de beaucoup fausser le résultat, en physique, on préfèrera donc Tracer une courbe d’étalonnage. = / a = x 1/a. Donc et 1/a sont proportionnels, la constante de proportionnalité est . On trace donc le graphe : = f (1/a), ce devrait être une droite. On obtient la longueur d’onde en calculant le coefficient directeur de la droite moyenne.
x103
On calcule le coefficient directeur de la droite obtenue : Le laser utilisé a une longueur d’onde de nm. L’écart relatif entre ces deux valeurs est:
Pour trouver le diamètre du cheveu, il faut: Faire une figure de diffraction en utilisant le cheveu comme fil et en se plaçant à la même distance D que dans les expériences précédentes. Mesurer la largeur de la tache centrale. En déduire la valeur de l’écart angulaire Reporter, sur le graphe = f (1/a), la valeur de . En déduire la valeur de 1/a puis celle de « a » c’est-à-dire le diamètre du cheveu.