Diffraction et interférences

Cet ensemble optique permet de mettre en évidence le phénomène de diffraction par plusieurs composants: fentes, traits, trous.
On pourra également étudier l’influence de la longueur d’onde dans les phénomènes d’interférences et de diffraction. On mettra en évidence l’influence de la distance, de la largeur des fentes et de l’écartement de celle-ci dans un système interférentiel.
Avec la caméra CCD Caliens, on pourra comparer la figure d’interférences ou diffraction obtenue en pratique avec la courbe théorique.

MISE EN OEUVRE DE LA DIFFRACTION

Le phénomène de diffraction se produit lorsqu’une onde rencontre un obstacle dont les dimensions sont du même ordre de grandeur que la longueur d’onde. On place entre le laser et la caméra CALIENS (ou l’écran) le jeton comportant les fentes simples de différentes largeurs sur un cavalier à déplacement latéral (ce qui nous permet de se déplacer le long des fentes de largeur variable). La figure de diffraction d’affiche sur le logiciel. Elle est constituée d’une tâche centrale encadrée de zones sombres et de tâches lumineuses. En calculant la demi largeur de la tâche centrale, on peut déterminer la longueur d’onde du laser, ou la largeur de la fente.

MISE EN OEUVRE DES FRANGES D’INTERFERENCES

Le phénomène d’interférences se produit lorsque deux ondes cohérentes se superposent.
En éclairant en lumière monochromatique (laser) un jeton comportant des fentes de Young, on observe une succession de franges sombres et brillantes. A partir de cette figure d’interférences et notamment de la valeur de l’interfrange, on pourra remonter à la valeur de la distance entre les fentes.

MIS EN OEUVRE D’UNE BARETTE CCD

En plaçant la caméra CALIENS à l’extrémité de votre banc optique, vous faites arriver votre signal lumineux sur la barrette CCD. Grâce au jeu de filtres, on affiche le signal sans saturation. Le signal s’affiche en temps réel. Le logiciel permet de simuler le signal obtenu à une courbe théorique : On simule le type de fente, la taille de celle-ci, et la longueur d’onde avec laquelle on travaille. Le logiciel affiche la courbe théorique correspondant à ces caractéristiques, qu’on pourra comparer au signal obtenu en pratique. Avec le câble BNC et un oscilloscope, il est également possible de comparer le « signal brut analogique » et le « signal numérique » sur le logiciel. Nous pourrons également visualiser l’horloge et Trigger.

SUJETS ABORDES:

> Diffraction par une fente
> Diffraction par un trou
> Interférences en Fentes de Young
> Interférences en fentes multiples
> Mise en évidence de l’influence de la longueur d’onde
> Nature ondulatoire de la lumière
> Mis en œuvre d’une barette CCD

COMPOSITION
EXP200071 Diffractions et Interférences (BASE)

PC nécessaire

COMPOSITION
EXP200070 Diffractions et Interférences (COMPLET)

PC nécessaire