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  • Pour réviser l'optique physique

    Révisons l’optique physique :

     

    1.  Nature ondulatoire de la lumière :

    Qu’est ce qu’un train d’onde ?

    Quel est l’ordre de grandeur de la fréquence et de la période d’une vibration lumineuse visible ?

    Quel est l’ordre de grandeur du temps de cohérence et de la longueur de cohérence pour :

    ·            Un laser ;

    ·            Une lampe à spectre de raies ( exemple ? ) ;

    ·            Une lampe blanche ?

    Quelle relation lie le temps de cohérence à la largeur spectrale d’une source :

    ·            en fréquence ?

    ·            en longueur d’onde ?

    Comment s’écrit l’amplitude d’une vibration émise par une source S quasi-monochromatique :

    ·            au point S ?

    ·            en un point M atteint par cette vibration ?

    Définir le chemin optique ; que représente-t-il physiquement ?

    Enoncer le théorème de Malus .

    Donner une condition nécessaire et suffisante de stigmatisme.

    Définir l’intensité (éclairement).

    Donner un ordre de grandeur du temps de réponse de l’œil.

     

    2.  Superposition d’ondes lumineuses :

     

    Définir qualitativement le phénomène d’interférences lumineuses.

    Donner les conditions d’obtention des interférences ( qualitativement ou *en explicitant la notion de temps de cohérence).

    Comment s’écrit l’intensité en un point du champ d’interférences dans le cas d’interférences à deux ondes cohérentes ?

    Comment s’écrit cette intensité en un point du champ d’interférences dans le cas d’interférences à deux ondes incohérentes ?

    Définir la différence de marche, l’ordre d’interférence, la visibilité.

    Dans quel cas la visibilité est-elle maximale ?

    Faire un schéma de Fresnel des amplitudes pour deux ondes, puis pour N ondes dont le déphasage φ est en progression arithmétique.

    Dans ce dernier cas, pour quelle valeur de φ l’amplitude résultante s’annule-t-elle pour la première fois ? Faire un schéma.

     

    3.  Trous d’Young :

    Décrire le dispositif des trous d’Young et donner les ordres de grandeur des longueurs apparaissant;

    Définir et calculer la différence de marche.

    Que vaut l’éclairement lorsque les deux trous sont identiques ?

    Définir l’interfrange et calculer sa valeur.

    Donner le critère de brouillage des franges (lorsque l’on utilse une source étendue ou lorsque l’on utilise une source de largeur spectrale ∆λ.).

    Dans le cas du montage avec lentille, savoir construire les rayons intérférant en un point M de l’écran.

     

    4.  Interféromètre de Michelson :

    Schématiser l’interféromètre de Michelson réel et nommer les différents éléments.

    Montrer que l’interféromètre peut se réduire à une source ponctuelle éclairant une « lame d’air », puis à deux sources secondaires.

    Schématiser l’interféromètre « aux anneaux » ; ou sont localisées les interférences avec une source  étendue ? Comment les observe-t-on ? Que vaut la différence de marche ?