TP OMP : Instrumentation physique sur les ondes lumineuses

Introduction

L'objectif de cette séance de travaux pratiques est de nous familiariser avec les différents instruments à notre disposition pour l'analyse d'ondes lumineuses en laboratoire. Pour ce faire, nous réaliserons un certain nombre de montages – détaillés dans les parties correspondantes -, à travers lesquels nous observerons certains phénomènes qualitatifs à partir desquels nous pouvons déduire des informations d'ordre quantitatif à propos de ces ondes – longueur d'onde par exemple.

Partie A : étude de la diffraction

a. Etude qualitative de la diffraction par une fente réglable

Montage expérimental :

Pour cette première étude du phénomène de diffraction, nous disposons d'une source lumineuse à faisceau laser (monochromatique), d'un écran blanc, et d'une fente qui possède la particularité d'être réglable (largeur de la fente, position par rapport à l'écran – distance L -, et rotation). Nous ferons varier successivement un paramètre à chaque fois pour distinguer l'effet de sa variation sur la figure de diffraction observable sur l'écran blanc.

Variation de la largeur de la fente

x

x- (largeur moins importante)

x--

Plus la largeur de la fente est réduite, plus on observe un étalement de la lumière. Cela vaut lorsque la dimension de la largeur de la fente devient petite devant la longueur d'onde.

Variation de la distance L fente-écran

L

L - (distance moins importante)

L--

Les tâches de diffraction s'élargissent quand on augmente la distance entre la source et l'écran. Les tâches de diffraction ont donc une longueur proportionnelle à la distance fente-écran.

Variation de l'angle entre la fente et la normale au plan de l'écran

Lorsqu'on tourne la fente, la figure de diffraction tourne également, et est constamment perpendiculaire à l'axe de la fente.

b.