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TP8/9

[d/e]

´ – ETUDE D’UN PRISME ` AU GONIOMETRE

Objectifs de ce TP : • Appliquer les lois du prisme pour l’´tude de la dispersion du verre (§ Cf TP-Cours TP1/O5). e • V´rifier la formule exp´rimentale de Cauchy liant l’indice et la longueur d’onde (§ Cf Cours O1). e e • Comprendre les diff´rentes ´tapes de r´glage d’un goniom`tre ` prisme et et particulier, apprendre e e e e a ` r´glerune lunette afocale par auto-collimation (§ Cf TP-Cours TP3/O7). a e

I
I.1

` ` LE SPECTROGONIOMETRE A PRISME
Pr´sentation e
♦ D´finition : De fa¸on g´n´rale : e c e e - un goniom`tre sert ` mesurer des angles e a - et un spectroscope sert ` mesurer des longueur d’ondes. a

Un goniom`tre est essentiellement e constitu´ d’un plateau horizontal cire A Objectif Réticule culaire gradu´ autourduquel peuvent e Oculaire Prisme F se d´placer un collimateur muni d’une e Source fente r´glable et une lunette. Les e Oeil rayons issus du collimateur traversent Collimateur Lunette le prisme, plac´ au centre avant d’ˆtre e e recueillis par la lunette. (Un microm`tre peut ˆtre utilis´ lorsqu’on fait de la spectroscopie). e e e
Lunette afocale Oculaire Objectif Prisme Lentille du collimateurMolette (a) Plateau gradué Molette (b) Fente (côté source)

1) La lunette : Elle est destin´e ` e a observer l’image d’objets ` l’infini a Collimateur se formant dans le plan du r´ticule. e Capot de protection Le premier r´glage ` effectuer est e a Support du prisme mobile du le tirage de l’oculaire qui doit donprisme ner du r´ticule une image ` l’infini e a visible sans accommodation par un œilnormal ou bien corrig´. On ajuste ensuite le tirage de e l’objectif pour pouvoir oberver ` l’infini : ici, par auto-collimation, puisque la lunette est pourvue a de ce dispositif (§ Cf TP-Cours TP3/O7). 2) Le collimateur : Il est essentiellement constitu´ d’une fente de largeur r´glable, ´clair´e par e e e e la source ´tudi´e, et d’une lentille destin´e ` en donner une image ` l’infini. On utilise lalunette e e e a a d´j` r´gl´e pour ajuster le tirage du collimateur (de fa¸on ` voir l’image de la fente dans le plan ea e e c a du r´ticule). On r`gle l’inclinaison de l’axe de la lunette si l’image n’est pas au centre du r´ticule. e e e 3) Le prisme : Il est mont´ sur un plateau tournant et l’ensemble est ` manipuler avec pr´caution, e a e sans toucher le prisme avec les doigts.

TP no 8/9[d/e]

´ ® Etude d’un prisme au goniom`tre e

4) Le cercle gradu´ : Observer les graduations du cercle et du vernier qui permettent des relev´s e e angulaires ` environ 2 minutes d’angle pr`s. Le cercle gradu´ donne le degr´ et le demi degr´ a e e e e (soit 30 ). La division du vernier qui est en co¨ ıncidence avec une division du cercle gradu´ donne e la minute. Sur l’exemple de la photographieci-contre : a ` la mesure principale fournie par l’angle mesur´ au demie Vernier degr´ pr`s qui pr´c`de le « zéro »du vernier (68, 5◦ ), il faut e e e e ajouter le nombre de minutes d’angle correspondant à la première graduation du vernier qui entre en coïncidence avec une des graduations principale du cercle gradué (19 ). Soit : α = 68, 5◦ + 19 = 68◦ + 0.5 × 60 + 19 = 68◦ 49 . Comme la secondemesure se fait à ±1 (on peut hésiter Coïncidence pour la 19e ◦ 49 ± 1 . entre une graduation et sa voisine), on a : α = 68 graduation Mesure du vernier principale Complément Internet : Animation qui permet de s’en68˚30'+19'=60˚49' 68,5˚=68˚30' traîner à la mesure d’un angle avec un vernier : http ://www.webphysique.fr/ejs/vernier.html.
A Objectif Réticule F Prisme Oculaire Source Oeil CollimateurLunette

Rq : une minute d’arc correspond ` un soixanti`me de degr´ : par exemple, 127◦ 51 corresa e e 51 pond ` 127◦ + a = 127, 85◦ . 60 Le goniom`tre est un instrument assez fragile qu’il convient d’utiliser avec soin : e • Les surfaces optiques ne doivent pas ˆtre touch´es (surtout pas avec un crayon !) ; ne pas e e essayer d’essuyer sans pr´caution une trace. e • Le prisme utilis´ est en...
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