Exercices Interférences de deux ondes
Prépare-toi à progresser en Physique-chimie avec ces exercices niveau Terminale : "Interférences de deux ondes". Conçu pour renforcer les notions clés vues en cours, cet entraînement te permet de t’exercer à ton rythme. Idéal pour réviser efficacement et gagner en confiance. À toi de jouer !
Entrainement
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Lorsque deux trous, dont les centres sont séparés d’une distance $b$ très faible, sont éclairés avec une même source primaire, ils agissent comme deux sources secondaires cohérentes entre elles. Ce dispositif est connu sous le nom de trous d’Young.
Au laboratoire, on dispose de deux lasers : l’un est rouge et de longueur d’onde $\lambda_1 = 650\ \text{nm}$ et l’autre est de couleur violette et de longueur d’onde $\lambda_2$ inconnue.Dans une première partie, on éclaire les trous d’Young, séparés entre eux d’une distance $b$ avec le laser rouge. Les trous et l’écran d’observation sont séparés d’une distance $ D = 1,0\ \text{m}$. On obtient la figure ci-dessous.
Figure observée derrière les trous d’Young éclairés
On définit l’interfrange $i$ comme étant la distance qui sépare deux franges claires consécutives. Elle est donnée par la relation : $$i = \dfrac{\lambda \times D}{b}$$
En observant la figure obtenue, décrire les deux phénomènes observables et indiquer la nature de la lumière permettant d’expliquer ces deux phénomènes.
Évaluation
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Lorsque l’on regarde une plaque d’essence par terre, où bien une bulle de savon, un beau mélange de couleur apparaît. Ce phénomène est connu sous le nom de couleurs interférentielles : les couleurs qui apparaissent sont dues à des interférences constructives se produisant sur notre rétine.
Dans cet exercice, on se propose de mettre à profit ce phénomène pour déterminer l’épaisseur du film de savon correspondant à la photo ci-dessous.© Benjamin Presson, tous droits réservés
On y aperçoit du blanc sur la partie supérieure, et une partie sans couleur encore au-dessus :
La partie sans couleur correspond à une zone trop fine pour qu’il y ait des interférences, et la partie blanche correspond à l’ordre d’interférence $k=0$.Expliquer les conditions pour que deux rayons lumineux interfèrent. Rappeler les conditions mathématiques d’interférences constructives et destructives.