2017

Détails

Catégorie : Exercices du BAC

Les fentes de Young permettent, entre autres dispositifs, de mettre en évidence le phénomène d’interférences lumineuses.

Au cours d’une séance de travaux pratiques, des élèves doivent établir expérimentalement la relation entre la distance a qui sépare les fentes de Young et l'interfrange i. Pour ce faire, ils réalisent le dispositif interférentiel de Young. La source laser S, équidistante des deux fentes, produit une radiation lumineuse de longueur d’onde .

L’écran, parallèle au plan des fentes, est placé à une distance D = 1,000 m dudit plan. La distance a entre les fentes est réglable (document3).

Une fois le protocole validé par le professeur, les élèves mesurent l’interfrange i pour différentes valeurs de la distance a entre les fentes et calculent le produit i.a

Les résultats obtenus sont consignés dans le tableau ci-après.

5.1 Expliquer qualitativement le phénomène d’interférences lumineuses observé sur l’écran.

Quel caractère de la lumière l’expérience d’interférences lumineuses met en évidence ? (0,5 pt)

5.2 Pour un point M de l’écran, d’abscisse ??, la différence de marche est donnée par :

. Quelle condition doit remplir la différence de marche pour que le point M soit le milieu d’une frange obscure ? Exprimer dans ce cas l’abscisse x du point M en fonction de ,D,a et k(entier naturel). (0,5 pt)

5.3 Définir l'interfrange. Etablir son expression en fonction de , D et a. (0,5 pt).

5.4

5.4.1 Reproduire le tableau ci-dessus et le compléter. Vérifier que l’interfrange i est inversement proportionnel à la distance a qui sépare les fentes. Ce résultat est-il en accord avec la réponse fournie à la question 5-3 ? (01,25 pt)

5.4.2 En déduire la valeur de la longueur d’onde de la radiation émise par le laser (0,5 pt).

5.5 Les élèves éclairent ensuite, avec le laser, une cellule photoélectrique. Le travail d’extraction est .

Quel phénomène observent-ils ? Justifier la réponse. Préciser le caractère de la lumière mis en évidence dans ce cas. (0,75 pt)

• Suivant >