2017-AmNord-Exo1-Correction-DiffractionCacao-5ptsBac S 2017 Amérique du nord Correction © http://labolycee.org
EXERCICE I : DIFFRACTION PAR UNE POUDRE DE CACAO (5 points)
1. Vérification de la longueur d’onde d’une des diodes laser utilisées
1.1. Les principales propriétés du faisceau d’un laser sont :
- sa directivité,
- sa monochromaticité (longueur d’onde unique),
- sa cohérence (ondes lumineuses de déphasage constant).
1.2. L’importance du phénomène de diffraction est liée au …afficher plus de contenu…

On retrouve cette idée dans la relation 0 a
= λθ .
1.3. À l’aide du schéma, on peut écrire : 0
2tan
2
L L
D D
= =θ
Dans le cadre de l’approximation des petits angles donné : 0 0tan
2
L
D
≈ =θ θ
Or 0 a
= λθ (question 1.2.) donc 0 2
L
a D
= =λθ .
On en déduit que
2 D
L
a
= .λ que l’on peut écrire
1
avec 2L k k D a = =. .λ
1.4. Vu que
1
avec 2. .L k k D a = = λ , la courbe
1
L f a  =  
  est une droite passant par l’origine de coefficient directeur k .
On trace la droite modélisée (passant au plus près de tous les points expérimentaux), on détermine son coefficient directeur :
2
6 2
4
10 0 10 0
2 5 10 m
1/a 4 0 10 …afficher plus de contenu…

Les mesures sont validées.
2. Étude de la diffraction par la poudre de cacao
2.1. Le grain sphérique se comporte comme un obstacle circulaire et donne donc la même figure de diffraction qu’un trou de même dimension (tout comme une fente et un fil de mêmes dimensions donnent la même figure de diffraction).
2.2. D’après la courbe fournie, 0 0 018 rad,=θ
Or 0
1 22 sin
, . a = λθ donc
0
1 22 sin
, . a = λ θ 9
51 22 635 10 4 3 10 m 43 μm sin(0,018) ,
,a
−
−× ×= = × =
D’après le document 2, ces grains sont trop gros pour être utilisés comme chocolat