CHAPITRE 4 – ONDE LUMINEUSE
b) Étude quantitative
On dispose d’un faisceau laser de longueur d’onde λ = 633 nm, de fentes calibrées
qui ont les largeurs suivantes : a = 100, 150, 200, 250 et 300 μm. Les fentes et l’écran
sont montés sur un banc d’optique, ce qui permet de contrôler la distance D qui les
sépare et de la faire varier entre 1 m et 1,80 m. On réalise les mesures suivantes :
1. On place l’écran à une distance donnée, D 0 = 1,80 m, de la fente sur laquelle
on envoie le faisceau laser. En mesurant la largeur L de la tache centrale de
diffraction on montre que :
L =
A
a
où A est une constante.
Dans un essai on a trouvé : A = (11 ± 0, 5).10 −7 m 2 .
2. On prend la fente de largeur a 0 = 150 μm et on déplace l’écran sur le banc
d’optique pour faire varier la distance D. En mesurant à chaque fois la largeur
L de la tache centrale de diffraction on montre que :
L = B × D où B est une constante.
Dans un essai on a trouvé : B = (4, 1 ± 0, 2).10 −3 .
Expérience
La deuxième expérience suggère que le faisceau diffracté a une ouverture angulaire constante.
En notant θ le demi-angle d’ouverture (voir figure 4.8) on a : L = a + D tan θ Dθ car a L
et θ 1. La première expérience montre alors que θ =
C
a
avec C =
A
D 0
= (6, 1 ± 0.3).10 −7 m,
valeur proche de la longueur d’onde du laser.
c) Loi de la diffraction par une fente
La loi expérimentale trouvée est : θ =
λ
a
. En fait, dans l’expérience, l’angle θ reste petit et
la théorie de la diffraction établit une expression plus exacte qui est : sin θ =
λ
a
.
Le faisceau diffracté par une fente de largeur a a un demi-angle d’ouverture θ , correspondant à la tache centrale de la figure de diffraction, vérifiant la relation :
sin θ =
λ
a
.
Le phénomène de diffraction n’est perceptible que si l’angle θ n’est pas trop petit.
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b) Étude quantitative
On dispose d’un faisceau laser de longueur d’onde λ = 633 nm, de fentes calibrées
qui ont les largeurs suivantes : a = 100, 150, 200, 250 et 300 μm. Les fentes et l’écran
sont montés sur un banc d’optique, ce qui permet de contrôler la distance D qui les
sépare et de la faire varier entre 1 m et 1,80 m. On réalise les mesures suivantes :
1. On place l’écran à une distance donnée, D 0 = 1,80 m, de la fente sur laquelle
on envoie le faisceau laser. En mesurant la largeur L de la tache centrale de
diffraction on montre que :
L =
A
a
où A est une constante.
Dans un essai on a trouvé : A = (11 ± 0, 5).10 −7 m 2 .
2. On prend la fente de largeur a 0 = 150 μm et on déplace l’écran sur le banc
d’optique pour faire varier la distance D. En mesurant à chaque fois la largeur
L de la tache centrale de diffraction on montre que :
L = B × D où B est une constante.
Dans un essai on a trouvé : B = (4, 1 ± 0, 2).10 −3 .
Expérience
La deuxième expérience suggère que le faisceau diffracté a une ouverture angulaire constante.
En notant θ le demi-angle d’ouverture (voir figure 4.8) on a : L = a + D tan θ Dθ car a L
et θ 1. La première expérience montre alors que θ =
C
a
avec C =
A
D 0
= (6, 1 ± 0.3).10 −7 m,
valeur proche de la longueur d’onde du laser.
c) Loi de la diffraction par une fente
La loi expérimentale trouvée est : θ =
λ
a
. En fait, dans l’expérience, l’angle θ reste petit et
la théorie de la diffraction établit une expression plus exacte qui est : sin θ =
λ
a
.
Le faisceau diffracté par une fente de largeur a a un demi-angle d’ouverture θ , correspondant à la tache centrale de la figure de diffraction, vérifiant la relation :
sin θ =
λ
a
.
Le phénomène de diffraction n’est perceptible que si l’angle θ n’est pas trop petit.
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