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Diffraction
Interférences

Programme officiel (Extraits)

 

Connaître et exploiter la relation

Connaître et exploiter les conditions d’interférences constructives et destructives pour des ondes monochromatiques.

 

 

Baccalauréat S physique-Chimie Amérique du Sud 2010 (extrait).
   
 

Diffraction des ondes lumineuses.

 

On réalise une expérience de diffraction des ondes lumineuses à l'aide d'un laser émettant une lumière monochromatique de 411 nm de longueur d'onde, une fente de largeur a et un écran situé à une distance D de la fente.


5. On suppose qu'un faisceau parallèle de lumière de longueur d’onde , traverse une fente de largeur a. Donner la relation entre l'écart angulaire du faisceau diffracté , la longueur d'onde , et la largeur de la fente a.
6. Sachant que pour des petits angles il est possible faire l'approximation suivante tan >>,
l'angle étant exprimé en radian, donner la relation entre , la distance entre la fente et l'écran D et la largeur de la tache centrale de diffraction d.
7. Établir la relation suivante :
8. Calculer les valeurs de a pour les deux conditions expérimentales suivantes :
= 411 nm, D = 20 cm et d = 1,0 mm.
= 411 nm, D = 20 cm et d = 0,10 mm.

 

 

Aide schématique à la résolution de l'exercice

 

     
Sujet et correction détaillée de l'extrait du sujet Amérique du Sud 2010

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Baccalauréat S physique-Chimie Antilles-Guyane 2014 (Extrait).
     
     

Lecture d'un C.D.

 

1.4 Lorsque le spot laser se réfléchit autour d’une alvéole, il y a interférences entre la partie de l’onde qui se réfléchit sur le plat et celle qui se réfléchit sur le creux. 
1.4.1 Déterminer la différence de parcours entre l’onde qui se réfléchit sur un creux et celle qui se réfléchit sur un plat.
1.4.2 Ce parcours ayant lieu dans le polycarbonate, déterminer le retard de l’onde réfléchie dans un creux par rapport à l’onde réfléchie sur un plat au niveau du capteur. 
1.4.3 Comparer ce retard à la période de l’onde émise par le laser.
1.4.4 En déduire le type d’interférences (constructives ou destructives) entre l’onde réfléchie par un creux et celle réfléchie par un plat au niveau du capteur. La réponse s’appuiera sur un schéma.
1.4.5 Dans ce cas, le signal reçu par le capteur est-il maximal ou minimal ? Commenter.

Document : Principe de lecture d'un C.D.

La piste physique est constituée d’alvéoles d’une largeur de 0,67 μm, d’une profondeur hc = 0,12 μm et de longueur variable. On nomme « creux » le fond d’une alvéole et « plat » l’espace entre deux alvéoles.

 

 

La tête de lecture est composée d’un laser émettant un faisceau lumineux et d’une cellule photoélectrique chargée de capter le faisceau réfléchi.

Le laser utilisé pour lire les CD a une longueur d'onde 0 = 780 nm dans l'air et = 503 nm dans le polycarbonate. La profondeur hc des creux est liée à la longueur d’onde du laser dans le polycarbonate par :
La vitesse de propagation de la lumière émise par le laser dans le polycarbonate vaut 1,93 × 108 m.s-1

 

 

Aide schématique à la résolution de l'exercice

 
     
Sujet et correction détaillée de l'extrait du sujet Antilles-Guyane 2014
     
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