SEMAINE 10     Préparation du TD9

Les phénomènes d'interférences produites par les lames minces à faces parrallèles

Revoir le cours sur les interférences dans les lames minces

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CE QU'IL FAUT SAVOIR

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1. Une source ponctuelle et monochromatique, éclairant une lame à faces parallèles, donne en un point M quelconque de l'espace un phénomènes d'interférences
2. Si S est étendue( non ponctuelle), l'interférence en M est brouillée, car chaque point de la source donne son propre système d'interférences
3. Trés loin de la lame, à l'infini, on retrouve la visibilité des franges. Pourquoi? deux rayons parallèles, l'un réfléchi sur la première face, l'autre sur la seconde interférent à l'infini ou mieux, au foyer d'une lentille.On dit alors que les interférences sont localisées à l'infini.
4. On peut produire des interférences par réflexion ou par transmission
5. Il y a en fait une infinité de rayons réfléchis et de rayons transmis. Pour simplifier notre étude, nous ne considérons que les deux premiers car ils emportent une grande partie de l'amplitude.
6. Aussi bien en réflexion qu'en transmission, la différence de marche liée à la géométrie s'exprime par: d=2ne cosr
7. Une situation particulière se produit avec les rayons réfléchis, car le premier rayon réfléchi a une amplitude négative, due au coefficient de réflexion r. On peut l'écrire A₁= a₁ejp ^. Il y pour cette onde réfléchie un déphasage de p ^.
   Or, un déphasage de p correspond à une différence de marche de l/2.
   La différence de marche effective est alors de : d_effective= f2 - f1= 2ne cosr -l/2
   Voir le site suivant:http://www.sciences.univ-nantes.fr/physique/perso/cortial/bibliohtml/lam_fp_j.html
   
   
8. Une application trés utile est le traitement anti-reflet d'une surface.Voir soigneusement le cours avec les conditions à remplir, notamment celle de l'interférence destructive:d_effective= (2k+1)l/2
9. Tous les résultats précédents vont s'appliquer à l'interférométre de Michelson, car on montre qu'il est équivalent à une lame d'air d'épaisseur e=|D1-D2|
   
10. L'interférométre de Michelson: équivalent à "une lame d'air" ou "un coin d'air": revoir votre cours ou ce site pour la construction des rayons.
11. Comment conduire le calcul du rayon des anneaux: c'est vraiment l'objet des 3 exercices du TD 9.
    -on commence par écrire la loi des anneaux brillants par exemple: 2ne cos r = kl
    -on développe le cosinus, car les angles i et r sont faibles, de manière à l'exprimer en fonction de r : cos r = 1 -r²/2
    - à r= 0, on est au centre de l'anneau. Quel est l'ordre d'interférences au centre? Réponse: p(M)= 2ne/l
    -si on ne vous disait rien , vous seriez trés ennuyé pour continuer. On vous dira , par exemple que l'on a un maximum d'interférences au centre. Alors dans ce cas, vous pourrez écrire: 2ne = k₀l
    -la loi des anneaux brillants s'écrit enfin: 2ne(r²/2) = 2ne - kl soit (k_0-k)l = ner² , on peut alors tirer r.
    - le rayon de l'anneau est donné par r= f' i = f' n r

SEMAINE 10:  Le phénomène de diffraction

L'ensemble du soutien sur la diffraction est donné en semaine 11 avec la préparation du TD 10

Voir le site suivant:http://www.u-bourgogne.fr/PHYSIQUE/TPS/diffraction/java/applet1.html
et jouez avec la largeur de la fente, la longueur de la focale , la longueur d'onde.Vous aurez alors sous les yeux toutes les caractéristiques de la diffraction d'une fente! Résumez les propriétés vis àvis de ces 3 grandeurs.