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Nicolas Pettiaux 2022-07-18 16:34:46 +02:00
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170
COURS_09-Expérience_de_Young.tex
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@ -198,12 +198,9 @@ Donc~:
\includegraphics[width=2.306cm,height=1.107cm]{Pictures/100000010000002C000000153ADDDC592928E9B8.png}
En continuant le raisonnement de la sorte pour des points~:
P\textsubscript{3} distant de 3i du point central,
P\textsubscript{4} distant de 4i du point central,
P\textsubscript{5} distant de 5i du point central, \ldots{}
$P_{3}$ distant de $3i$ du point central,
$P_{4}$ distant de $4i$ du point central,
$P_{5}$ distant de $5i$ du point central, \ldots{}
\begin{figure}
\centering
@ -212,8 +209,9 @@ P\textsubscript{5} distant de 5i du point central, \ldots{}
\end{figure}
Nous arrivons à~:
\includegraphics[width=7.086cm,height=5.897cm]{Pictures/100000010000020C000001B4676C159EC881E6E3.png}
\includegraphics[width=7.086cm,height=5.897cm]{Pictures/100000010000020C000001B4676C159EC881E6E3.png}\emph{\textbf{Synthèse:}}
\subsubsection{Synthèse}
\begin{figure}
\centering
@ -227,34 +225,24 @@ Nous arrivons à~:
\caption{}
\end{figure}
\emph{\textbf{4)Applications}}
\subsection{Applications}
\emph{\textbf{3.1 Détermination expérimentale de la longueur d'onde de
la lumière. }}
\subsubsection{Détermination expérimentale de la longueur d'onde de la lumière. }
L'expérience de Young permet de déterminer la fréquence de la lumière
\paragraph{Expérience 1}
Réalisons l'expérience de Young avec une lumière jaune et les données
suivantes~: $D=1,75 \siunit{m}, a=1 \siunit{mm}, i~=1 \siunit{mm}$
a) Réalisons l'expérience de Young avec une lumière jaune et les données
suivantes~:
\includegraphics[width=16.82cm,height=5.733cm]{Pictures/1000000100000243000000D01464CBCF0F7AAEC1.png}
D=1,75 m
a=1 mm
i~=1 mm
\includegraphics[width=16.82cm,height=5.733cm]{Pictures/1000000100000243000000D01464CBCF0F7AAEC1.png}Calculez
la longueur d'onde de la lumière jaune ainsi que la fréquence de la
Calculez la longueur d'onde de la lumière jaune ainsi que la fréquence de la
lumière correspondante.
b)\textbf{ }Réalisons l'expérience de Young avec une lumière verte
\paragraph{Expérience 2}
Réalisons l'expérience de Young avec une lumière verte
sachant que l'expérience de Young nous fournit les valeurs suivantes~:
D=4,95 m
a=0,2 mm
i~=1,32 cm
$D=4,95 \siunit{mm}, a=0,2 \siunit{mm}, i~=1,32 \siunit{cm}$
Calculez la longueur d'onde de la lumière verte ainsi que la fréquence
de la lumière correspondante. Exprimez votre réponse en nm.
@ -265,24 +253,20 @@ de la lumière correspondante. Exprimez votre réponse en nm.
\caption{}
\end{figure}
\emph{\textbf{c) Le spectre de la lumière blanche}}
\paragraph{Expérience 3 : Le spectre de la lumière blanche}
\emph{\textbf{Ces expériences nous montrent que chaque couleur de la
Ces expériences nous montrent que chaque couleur de la
lumière possède une longueur d'onde et donc une fréquence
caractéristique de la couleur. }}
caractéristique de la couleur.
\textbf{}\textsubscript{\textbf{jaune}}\textbf{
}\textsubscript{\textbf{vert}}\textbf{ et donc
f}\textsubscript{\textbf{jaune}}\textbf{
f}\textsubscript{\textbf{vert}}
$\lambda_\textbf{jaune} < \lambda_\textbf{vert}$ FIXME à vérifier
Or la lumière blanche est composée de toutes les couleurs de l'arc en
ciel. L'expérience de Young nous permet donc de classer toutes les
couleurs qui composent la lumière blanche en fonction de leur longueur
d'onde ( et donc de leur fréquence).
C'est ce qu'on appelle \emph{\textbf{le spectre de la lumière blanche.
(voir livre p 115)}}
C'est ce qu'on appelle \emph{le spectre de la lumière blanche.} %(voir livre p 115)
\begin{figure}
\centering
@ -290,137 +274,83 @@ C'est ce qu'on appelle \emph{\textbf{le spectre de la lumière blanche.
\caption{}
\end{figure}
\includegraphics[width=9.176cm,height=6.676cm]{Pictures/10000001000001FB0000017167AEF9D1A02E0A78.png}\emph{\textbf{d)
Diffraction de la lumière blanche}}
\includegraphics[width=9.176cm,height=6.676cm]{Pictures/10000001000001FB0000017167AEF9D1A02E0A78.png}
\paragraph{Expérience 4 : diffraction de la lumière blanche}
Si on réalise l'expérience de diffraction de la lumière blanche par un
réseau, on observe que chaque couleur présentera ses maximums à un angle
différent, sauf pour le maximum central qui est à la même position (θ =
0) pour toutes les couleurs.
différent, sauf pour le maximum central qui est à la même position ($\theta =
0$) pour toutes les couleurs.
\includegraphics[width=2.259cm,height=1.082cm]{Pictures/100000010000002C0000001558E0CCA95D4F59EB.png}Les
plus grandes longueurs d'onde subiront les plus grandes déviations.
\includegraphics[width=2.259cm,height=1.082cm]{Pictures/100000010000002C0000001558E0CCA95D4F59EB.png}
\textbf{Le maximum d'ordre 1 du mauve sera celui le plus près du
maximum} central puisque c'est la longueur d'onde visible la plus petite
alors que \textbf{le maximum d'ordre 1 le plus éloigné du maximum
central sera celui du rouge} puisque c'est cette couleur du visible qui
Les plus grandes longueurs d'onde subiront les plus grandes déviations.
Le maximum d'ordre 1 du mauve sera celui le plus près du
maximum central puisque c'est la longueur d'onde visible la plus petite
alors que le maximum d'ordre 1 le plus éloigné du maximum
central sera celui du rouge puisque c'est cette couleur du visible qui
a la plus grande longueur d'onde. On aura alors la figure d'interférence
ci-contre.
\emph{\textbf{Applications~: }}
\subsection{Applications}
Les plumes si colorées de certains oiseaux.
\emph{\textbf{EXERCICES}}
\subsection{Exercices}
\hypertarget{exercice-1}{%
\section{\texorpdfstring{\emph{Exercice
1}}{Exercice 1}}\label{exercice-1}}
\subsubsection{Ex. 1}
De la lumière de longueur d'onde égale à 600 nm éclaire, suivant la
normale, deux fentes séparées de 0,1 mm.
\begin{enumerate}
\def\labelenumi{\alph{enumi})}
\tightlist
\item
Quelle est la position angulaire d'ordre 1? (Rép~: 0,34°)
\item
A quelle distance du point central se trouve ce maximum d'ordre 1~sur
\item Quelle est la position angulaire d'ordre 1? (Rép~: 0,34°)
\item A quelle distance du point central se trouve ce maximum d'ordre 1~sur
un écran situé à 3 mètres des fentes? (Rép~: 18 mm)
\end{enumerate}
\begin{quote}
\emph{\textbf{Exercice 2}}
\end{quote}
\subsubsection{Ex. 2}
\begin{quote}
\end{quote}
\begin{quote}
On fait passer de la lumière ayant une longueur d'onde de 500 nm à
travers deux fentes séparées de 0,01 mm. On observe la figure de
diffraction sur un écran situé à 2 m de la fente.
\end{quote}
\begin{quote}
a) Quelle est la distance entre le maximum central et le premier
\begin{enumerate}
\item Quelle est la distance entre le maximum central et le premier
minimum? (Rép~: 5 cm)
\end{quote}
\begin{quote}
b) Quelle est la distance entre le maximum central et le deuxième
\item Quelle est la distance entre le maximum central et le deuxième
minimum? (Rép~: 15 cm)
\end{quote}
\end{enumerate}
\begin{quote}
\end{quote}
\subsubsection{Ex. 3}
\begin{quote}
\emph{\textbf{Exercice 3}}
\end{quote}
\begin{quote}
On fait passer des micro-ondes à travers deux fentes séparées de 1 cm.
Sur un écran situé à 1,6 m de distance de la fente, on observe une
interfrange de 50 cm. Quelle est la longueur d'onde des micro-ondes?
(Rép~: 3 mm)
\end{quote}
\begin{quote}
\end{quote}
\subsubsection{Ex. 4}
\begin{quote}
\emph{\textbf{Exercice 4}}
\end{quote}
\begin{quote}
Dans une expérience de Young, la longueur d'onde de la lumière est de
500 nm. La distance entre les fentes est de 0,1 mm et on observe la
figure d'interférence sur un écran situé à 1,6 m des fentes. Quel est
l'angle entre le maximum central et le maximum d'ordre 5? (Rép~: 1,43°)
\end{quote}
\begin{quote}
\end{quote}
\subsubsection{Ex. 5}
\begin{quote}
\emph{\textbf{Exercice 5}}
\end{quote}
\begin{quote}
Dans une expérience de Young, la longueur d'onde de la lumière est de
600 nm.
\end{quote}
\begin{quote}
On remarque alors que le maximum d'ordre 4 est à 1 cm du maximum central
600 nm. On remarque alors que le maximum d'ordre 4 est à 1 cm du maximum central
sur un écran situé à 2 m des fentes. Quelle est la distance entre les
fentes\textbf{ }? (Rép~: 0,48 mm)
\end{quote}
\begin{quote}
\end{quote}
\subsubsection{Ex. 6}
\begin{quote}
\emph{\textbf{Exercice 6}}
\end{quote}
\begin{quote}
Au cours d' une expérience de Young, la longueur d'onde de la lumière
est de 632 nm et
\end{quote}
\begin{quote}
la distance entre les fentes est de 0,2 mm. La figure montre la figure
d'interférence
\end{quote}
\begin{quote}
qu'on observe sur un écran. À quelle distance des fentes est situé
l'écran\textbf{ }? (Rép~: 1,46 m)
\end{quote}
est de 632 nm et la distance entre les fentes est de 0,2 mm. La figure montre la figure
d'interférence qu'on observe sur un écran. À quelle distance des fentes est situé
l'écran ? (Rép~: 1,46 m)
\includegraphics[width=13.259cm,height=4.045cm]{Pictures/100000010000059F000001B75001F99348A6D888.png}