Physique des ondes, interférométrie, interférométrie annulante, formule des réseaux, diffraction, monochromateur, longueur d'onde, rayonnement, étoile, distance angulaire, intensité lumineuse, ordre de diffraction, angle d'incidence, angle réfracté, vibrations lumineuses, annulation de la lumière, déviation d'un réseau, réseau de diffraction
2 exercices corrigés de niveau licence en physique des ondes
[...] Physique des ondes 1. Principe de l'interférométrie annulante Extinction du rayonnement provenant de l'étoile On a les relations suivantes : , et . En faisant l'hypothèse que et donc que on en déduit que les angles et sont très petits : et donc et . Le déphasage de introduit une différence de marche supplémentaire égale à une demie longueur d'onde : . D'où . On note et les vibrations lumineuses en notation complexe des rayons provenant de et , avec le déphasage entre les deux ondes. [...]
[...] On ne considère pas la première solution qui amène à une déviation nulle. On a donc . En reportant dans la formule des réseaux on obtient : . Finalement . D'après la formule précédente on tire : . On peut donc déterminer la longueur d'onde d'un rayonnement en mesurant la déviation minimale. On fait varier l'angle d'incidence et on mesure l'angle réfracté jusqu'à trouver la déviation minimale. L'intérêt d'une telle méthode est de pouvoir déterminer très précisément la longueur d'onde. Il suffit juste de bien connaître le pas du réseau ainsi que l'ordre . [...]
[...] La plus petite distance est obtenue pour et vaut . Application numérique : . 2. Réseaux à gogo Formule des réseaux On a le schéma suivant où sont représentées les différences de marches avant et après le réseau : On a les relations suivantes : (Valeur négative car le rayon venant de la fente inférieure parcourt plus de chemin) On obtient un maximum d'intensité dans la direction pour : On en déduit directement que ou en prenant . Séparation d'un doublet par un réseau Pour pouvoir séparer les deux images, il faut considérer un secteur angulaire de . [...]
[...] A l'ordre on a : on ne peut pas séparer le doublet du sodium à l'ordre 1. A l'ordre on a : on peut séparer le doublet du sodium à l'ordre 2. Réalisation d'un monochromateur Le pas du réseau vaut . On a la relation de diffraction suivante : . L'angle minimum pour passer l'ouverture est donné par : . L'angle maximum est donné par : . On a alors et . Application numérique : et . Minimum de déviation d'un réseau La déviation passe par un minimum lorsque d'où et donc . D'après la formule des réseaux . [...]
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