Caractériser les phénomènes ondulatoires

1)Diffraction

Le phénomène de diffraction de la lumière par une fente a été étudié en TP.

Le phénomène de diffraction s’observe quand la lumière (ou plus généralement toute onde) rencontre sur son chemin un obstacle ou une fente d’une dimension de l’ordre de grandeur de sa longueur d’onde. Alors les lois de l’Optique géométrique ne s’appliquent plus, mais l’image (figure de diffraction) sera toujours centrée sur l’image géométrique

Le phénomène de diffraction est aussi observé dans les ports avec la houle qui est une onde mécanique.

La diffraction de la lumière par une ouverture ou un obstacle laisse penser que la lumière se manifeste comme une onde.En effet On observe aussi le phénomène de diffraction avec les ondes mécaniques comme la houle.

La lumière est une onde électromagnétique de célérité c

c=3×10⁸m/s

L’importance du phénomène de diffraction en général est liée au rapport :

θ : ouverture angulaire du faisceau en radian (rad)
λ : longueur d’onde dans le vide de la lumière utilisée (m)
a : largeur de la fente (m)

TP diffraction par un cheveu

Exercie 43, 46 et 47 page 479

2)Interférences

Expliquez les phénomènes observés.

2a) Le phénomène physique

Les interférences s’obtiennent à partir de deux sources dites cohérentes.

Les franges d’interférences s’obtiennent lorsque les ondes issues de sources cohérentes se superposent.

Des sources cohérentes ont la même fréquence et vibrent en phase à chaque instant.

Expérimentalement on obtient des ondes cohérentes en divisant une même onde.

Si les deux ondes sont en phase au point M alors les interférences sont constructives. Dans ce cas l’amplitude de l’onde résultante est maximale.

Les interférences sont constructives pour :

δ=kλ

avec k entier relatif

Justifier la figure obtenue

Si les deux ondes sont en opposition de phase au point M alors les interférences sont destructives. Dans ce cas l’amplitude de l’onde résultante est minimale.

Les interférences sont destructives pour :

δ=(k+1/2)λ

avec k entier relatif

Justifier la figure obtenue

EXERCICE :

Deux ondes cohérentes de longueur d’onde 2cm se propagent à la surface de l’eau.Elles arrivent en un même point avec une différence de marche d.

Quel sont les phénomènes observés dans chacun des cas.

a) d= 6 cm ; b) d= 9 cm ; c) d= 11 cm ; d) d= 12 cm

interférences : programme python

activité 3 page 462 : interférence dans une cuve à onde

2b) Cas des ondes lumineuses

voir TP °5

Lire travailler et recopier les fiches pages 602 et 603 sur les incertitudes

http://yb-isn.fr/incertitudes.zip

3)Effet Doppler

3a)Définition

L’effet Doppler est un changement de fréquence de l’onde perçue Fp par un observateur lorsque celui-ci et la source de l’onde se rapprochent ou s’éloignent l’un de l’autre.