DAEU B – PHYSIQUE Université des Antilles-Guyane_2012
EVALUATION N°1 (Durée : 1,5h)

L’usage d'une calculatrice EST autorisé.
Ce sujet comporte deux exercices présentés sur 2 pages numérotées de 1 à 2.
L’étudiant doit traiter les deux exercices qui sont indépendants l’uns de l’autre.

Exercice 1 : Détermination de l'épaisseur d'un cheveu
On souhaite déterminer l'épaisseur e d'un cheveu. Pour cela, on l'interpose sur le trajet du faisceau lumineux d'un laser.
On photographie alors le phénomène observé sur un écran placé à une distance D = 2,0 m du cheveu. (Figure ci-contre)
1. Etude qualitative du phénomène observé
1.1 Quel phénomène a-t-on mis en évidence? (0,25)
1.2 Le cheveu a-t-il été disposé horizontalement? Verticalement? Justifier. (0,25)
1.3 Que peut-on dire quant à l'épaisseur du cheveu? (0,5)
2. Le laser
2.1 La lumière émise par un laser est-elle monochromatique ou polychromatique? (0,5)
2.2 La lumière émise par le laser précédemment utilisé a une longueur d'onde dans le vide λ0 = 532 nm.
La relation entre la longueur d'onde d'une onde lumineuse monochromatique dans un milieu et la longueur d'onde de cette onde dans le vide est :

Où n est l’indice (de réfraction) du milieu, sans unité. et 0 doivent être exprimé dans la même unité de longueur

Quelle est la longueur d'onde λ de l'onde lumineuse émise par le laser dans l'air? Donnée : indice de l’air nair = 1,00. (0,5)
2.3. a. A partir de la relation (1) précédente, établir la relation entre la célérité v d’une onde monochromatique dans un milieu et la célérité c de cette onde dans le vide. La célérité v d'une onde périodique dépend-elle du milieu? (1)
b. Quelle est la célérité de l'onde lumineuse dans l'air? (0,5) Donnée : c = 3.108 m.s-1
2.4. Déterminer la fréquence du laser. (0,75)
3. Etude quantitative du phénomène et détermination de l'épaisseur du cheveu
3.1 On note L la largeur de la