Contrôle du 07 janvier 2008 (partie optique physique)

Exo 3 (2,5pts): ondes lumineuses

1) (1pt) Donner la forme générale de l'expression d'une vibration lumineuse monochromatique en un point M à un instant t. On définira chaque terme utilisé dans l'expression. En déduire l'expression de l'intensité lumineuse en M.
2/ (0.5pt) Définir ce qu'est une surface d'onde. Comment sont les rayons lumineux par rapport à une surface d'onde?
3/ (0.5pt) Dans le cas d'une source ponctuelle O, comment sont les surfaces d'onde de la lumière émise?
4/ (0.5pt) La source O est placée au foyer objet d'une lentille L. Sur un schéma, tracer le parcours de 5 rayons issus de O et indiquer comment sont les surfaces d'onde avant et après la lentille.

Exo 4 (5 pts) : interférences

On considère le montage des fentes d'Young (F1 et F2 infiniment fines et séparées d'une distance e=0,2mm) éclairées par un faisceau de lumière parallèle monochromatique (longueur d'onde λ’633nm). On place un écran parallèlement au plan des fentes et à une distance L=200cm de ce plan
L'intensité sur l'écran en un point M d'abscisse x par rapport au plan médian de F1 et F2 peut s'exprimer par : [pic]
1/ (2pts) Pour quelles valeurs de x a-t-on interférences constructives en M? Que vaut alors I ? Que vaut alors le déphasage ϕ en M entre les deux vibrations issues de F1 et F2?
Que vaut la différence de marche δ correspondante ?
Que vaut l'ordre d'interférence ?

2/ (2 pts) Pour quelles valeurs de x a-t-on interférences destructives en M ?
Que vaut alors I ?
Que vaut alors le déphasage ϕ en M entre les deux vibrations issues de F1 et F2?
Que vaut la différence de marche δ correspondante ?
Que vaut l'ordre d'interférence ?

3/ (1pt) Donner l'expression de l'interfrange i et donner sa valeur numérique

Exo 5 (2pt) : diffraction

1/ (1 pt) Expliquez en quelques lignes le principe d'Huygens-Fresnel concernant la propagation des ondes.

Sur la base de ce principe on démontre que l'intensité