Un dispositif d’interférence est constitué d’une source
lumineuse ponctuelle S éclairant deux fentes minces
parallèles F1 et F2 et un écran d’observation E.
La distance entre les fentes est notée a ; des fentes à
l’écran d’observation la distance est D = 1,0 m.
La source S est à égale distance des fentes F1 et F2; elle émet une lumière monochromatique de longueur
d’onde λ = 589 nm (figure 3).
5-1. Représenter, sur un schéma, les faisceaux lumineux issus de la source S et des fentes F1 et F2 et indiquer clairement sur ce schéma la zone d’interférence. (0,5 point)
5-2. Représenter puis expliquer, sommairement, ce que l’on observe sur l’écran, au voisinage de O, point de l’écran situé sur la médiatrice de F1F2. (0,75 point)
5-3. Sur l’écran d’observation, 20 interfranges consécutifs couvrent une bande de largeur L = 4,21 mm.
5-3-1. Rappeler l’expression de l’interfrange en fonction de la distance a entre les fentes, de la longueur d’onde λ de la lumière et de la distance D entre les fentes et l’écran d’observation :
(0,25 point)
5-3-2. Calculer la distance a entre les fentes. (0,75 point)
5-4. La source S est remplacée par une source S’ émettant deux radiations lumineuses monochromatiques de longueur d’onde respective λ1 = 610 nm et λ2 inconnue. On observe, sur l’écran, la superposition des systèmes d’interférences correspondant aux deux radiations.
5-4-1. Rappeler l’expression de la position, sur l’écran et par rapport au point O, d’une frange brillante. (0,25 point).
5-4-2. Montrer que les franges centrales des systèmes d’interférence coïncident. (0,25 point).
5-4-3. La frange brillante d’ordre 10 du système d’interférence correspondant à λ1 = 610 nm coïncide avec la frange brillante d’ordre 11 du système d’interférence correspondant à λ2.
Calculer la valeur de la longueur d’onde λ2.
L’ordre d’interférence de la frange centrale est 0. (0,75 point)
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