Une série d'expériences est réalisée pour déterminer la longueur d'onde d'un laser. À quelques centimètres du laser, sont placés successivement des fils calibrés de différentes épaisseurs $a$. Pour chaque fil, on mesure la largeur $L$ de la tache centrale de diffraction observée sur un écran situé à une distance $D=1,80$ m du fil.


1. Trouver à l'aide du

doc. 1

la relation entre l'angle caractéristique de diffraction $\theta$, $L$ et $D$ ainsi que l'unité de chaque grandeur (on considère $\theta$ suffisamment petit pour que $\tan (\theta )\approx \theta$).

2. Calculer $\theta$ pour chaque mesure.

3. Rappeler la relation liant $\theta$, $\lambda$ et $a$.

4. Tracer et modéliser la courbe $\theta =f\left(\frac{1}{a}\right)$.

5. Déduire des questions 3. et 4. la valeur de la longueur d'onde du laser. Commenter la valeur obtenue.

1. Utiliser la figure du dispositif pour exprimer $\tan (\theta )$.
Utiliser l'approximation des petits angles.

2. S'assurer que chaque grandeur est exprimée dans la même unité.

3. Utiliser une formule du cours.

4. Utiliser un tableur afin de pouvoir modéliser la courbe obtenue.

5. Exprimer la longueur d'onde en fonction des paramètres connus.
Conclure quant à la présence ou non de cette longueur d'onde dans le domaine du spectre visible des ondes électromagnétiques. Préciser éventuellement la couleur associée.

Mise en application

Découvrez l'

exercice 31 p. 508

pour travailler cette notion.