Ondes planes et principe diffractionnel

La cuve à ondes est l’outil de démonstration par excellence. Avec ce nouveau système numérisée par Webcam, vous pourrez désormais utilisé la cuve à ondes avec les tableau interactifs et les vidéos projecteurs. Le logiciel simple et intuitif permet la mise en œuvre rapide des mesures par le biais de curseurs et peut donc être utiliser en travaux pratique pour faire des mesures précises.
Avec la cuve à ondes, c’est tous les phénomènes ondulatoires qui deviennent accessibles et compréhensible par les élèves, ondes planes, diffraction, interférences, tout est démontrable.

REFLEXION

Le but de cette activité est d’étudier la réflexion d’une Onde plane sur différents obstacles : Une barrière droite et une barrière incurvée.
Un rayon est une droite qui indique la direction d’une onde plane. Les fronts d’onde sont perpendiculaires au rayon. Lorsqu’une onde se reflète sur une surface, l’angle d’incidence (angle entre le rayon incident et la normale à la surface) est égal à l’angle de réflexion (angle entre le rayon réfléchi et la normale à la surface).

Nous utiliserons pour cette expérience deux des accessoires de la cuve à ondes et l’excitateur plan. Les réflexions seront visualisées depuis le logiciel.

DIFFRACTION

Toujours avec l’excitateur plan, le but de cette activité est de déterminer comment le phénomène de diffraction évolue lorsqu’on fait varier la largeur de la fente (espace entre barrières) ou lorsque la longueur d’onde change.
Lorsqu’un front d’ondes planes passe au travers une fente, un nouveau front d’ondes circulaires est créé. Si la fente est large par rapport à la longueur d’onde, le nouveau front d’ondes circulaires aura tendance à se transformer en front d’ondes planes. Si au contraire la fente est petite par rapport à la longueur d’ondes, la partie du front d’ondes planes passant par la fente formera bien un front d’onde circulaire. Ce phénomène est appelé diffraction.

INTERFERENCES

Le but de l’activité est de déterminer comment « l’interférence d’onde » formée par 2 fentes ou par 2 sources d’excitation évolue lorsque la largeur de fente change ou que la longueur d’onde change.
Lorsqu’un front d’ondes planes traverse 2 fentes, le nouveau front d’ondes généré se comporte comme s’il y avait 2 sources ponctuelles d’excitation. Les formes d’ondes circulaires sortant des 2 fentes interfèrent entre elles de manière constructive ou destructive.
Avec d l’espace entre les 2 fentes, θ l’angle entre les 2 positions d’intensité maximale, λ la longueur d’onde.

SUJETS ABORDES

> Principe de Huygens
> Ondes planes
> Diffraction
> Interférences

EQUIPEMENT NECESSAIRE

PC nécessaire pour la Webcam