CHAPITRE 3 : PROPRIÉTÉS DES ONDES

ACTIVITÉ 4

THÈME 1 : ONDES ET MATIÈRE

TP : DIFFRACTION DES ONDES LUMINEUSES

A. ÉTUDE QUALITATIVE
1. En l'absence de fente, on observe un spot lumineux sur l'écran.
2. Figures de diffraction :

L

fente verticale : horizontale avec une tache centrale large et des taches latérales plus étroites. Plus la fente est étroite, plus la tache centrale est large : le phénomène de diffraction est d'autant plus marqué que l'obstacle est petit. fente horizontale : figure de diffraction est verticale. fil vertical : idem fente verticale trou : tache centrale circulaire + anneaux concentriques

L
L

B. DIFFRACTION PAR UNE FENTE SIMPLE
40,0
8,1

a (µm)
L (cm)

1. θ ≈ tan θ =

50,0
6,2

100
3,4

120
2,7

280
1,1

400
0,8

fente inconnue
4,5

côté opposé L / 2
L
=
⇒ θ= côté adjacent
D
2D

2. Créer une nouvelle variable. Sélectionner la colonne.
Saisir dans la case fx du tableur : =L/2/D ou =L/(2*D)

3. Courbe θ = f(a) : θ et a ne sont pas proportionnels car la courbe obtenue n'est pas une droite passant par O.

4. La relation à vérifier est : θ =

λ que l'on peut écrire sous la forme : θ = λ × (1 / a ) a y k x

Il faut donc tracer la courbe θ = f(1/a) pour vérifier la relation précédente.
Créer une nouvelle variable nommée "1|a" (le symbole / ne peut pas être utilisé comme nom de variable).
Tracer θ = f(1/a) puis modéliser par une fonction linéaire.
- coefficient de corrélation : r = 0,999 ≥ 0,99 donc le modèle obtenu est bien valide.
- unité du coefficient k : θ = k.(1/a) donc [ k ] = [ θ.a ] = rad.m = m
- en identifiant avec la relation donnée au départ : θ = λ /a

on en déduit que : k = λ = 641nm

5. Calcul de l'incertitude de répétabilité avec un niveau de confiance de 95% :
1
641

groupe λ (nm)

2
625

3
635

4
645

5
681

6
652

7
663

8
632

9
643

Après élimination des valeurs manifestement fausses, on obtient :
La série des