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Fig. 4 : Montage « Expérience d'interférence classique ». Position des compo-
sants (bord gauche du coulisseau optique) : laser : 0 mm, lentille f = 5 mm :
150 mm, miroir de Fresnel : 220 mm, lentille f = 200 mm (uniquement mon-
tée si l'on mesure l'écart entre les sources lumineuses virtuelles) : env. 380 mm.
L'image d'interférence est obtenue sur un écran (ou un mur clair) à 2-3 m de
distance.
Fig. 5 : Image d'interférence projetée sur l'écran d'observation. Sur le bord
gauche se trouve encore une frange claire provenant de la lumière passant à
côté des miroirs.
4.2.2 Réalisation de l'expérience
•
Pendant l'expérience, on détermine d'abord
l'écart D entre les franges d'interférence. Si, par
exemple, l'écart entre 7 maxima est de
24 ± 1 mm, alors D = 3,43 mm.
•
Puis, l'on monte la lentille de 200 mm et, le cas
échéant, on la décalera pour obtenir à l'écran
deux taches lumineuses distinctes distantes d'en-
viron 3 - 15 mm (la lumière passant à côté du
miroir génère une troisième tache dans un écart
supérieur à gauche). Pour la mesure, il peut s'avé-
rer avantageux que les taches lumineuses soient
un peu plus grandes que la taille maximale avec
une lentille focalisée. Dans cet exemple, l'écart A
des taches lumineuses, déterminé avec un pied à
coulisse, s'élève à 6,8 mm.
•
La dernière grandeur nécessaire à l'évaluation est
la distance b entre la lentille de 200 et l'écran
d'observation (b = 2 700 mm).
4.2.3 Evaluation de l'expérience
•
Comme nous l'avons déjà expliqué à l'aide de la
figure 2, l'image de l'interférence peut être inter-
prétée comme une superposition de la lumière
provenant de deux sources de lumière ponctuelle
P
et P
. Pour obtenir à l'écran un maxima d'in-
1
2
tensité, la différence d entre deux rayons éma-
nant de P
et P
doit très précisément correspon-
1
2
dre à la longueur d'onde λ ou à un multiple en-
tier de λ. Avec les grandeurs définies dans la fi-
3B Scientific GmbH • Rudorffweg 8 • 21031 Hamburg • Allemagne • www.3bscientific.com • Sous réserve de modifications techniques
gure 6, on obtient
d
= sin ϕ
a
et
D
= tan ϕ
.
L
•
Si les angles ϕ sont suffisamment petit,
sin ϕ ≈ tan ϕ. Par ailleurs, il faut que d = λ (pre-
mier maxima). Il résulte des équations 1 et 2 :
D
λ = a
L
Fig. 6 : Formation de maxima d'intensité, si d = n λ (n est entier).
Fig. 7 : Détermination de l'écart a des sources de lumière ponctuelle en utili-
sant une lentille (par ex. f = 200 mm). Mesure des écarts A et b.
•
La détermination de l'écart a des sources de lumière
ponctuelle virtuelle est illustrée dans la figure 7.
D'après la loi de Thalès, on obtient directement les
deux équations suivantes :
a
g
=
A
b
et
−
a
g f
=
.
A
f
•
En égalisant les deux équations pour éliminer
a/A et résoudre g, on obtient :
bf
=
g
.
−
b f
•
Si on l'utilise dans l'équation 4, a peut être déter-
miné et utilisé dans l'équation 3. La longueur
manquante L dans l'équation 3 résulte d'après la
figure 7 de la somme des deux écarts g et b. On
obtient finalement l'équation 3 :
ADF
λ =
2
b
•
Pour notre exemple, λ = 640 nm, ce qui corres-
pond très bien à l'indication du constructeur pour
le laser utilisé (632,8 nm).
9
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
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