Physique-Chimie Terminale Spécialité
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Préparation aux épreuves du Bac
1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Modélisation des transformations acide-base
Ch. 2
Analyse physique d'un système chimique
Ch. 3
Méthode de suivi d'un titrage
Ch. 4
Évolution temporelle d'une transformation chimique
Ch. 5
Évolution temporelle d'une transformation nucléaire
BAC
Thème 1
Ch. 6
Évolution spontanée d'un système chimique
Ch. 7
Équilibres acide-base
Ch. 8
Transformations chimiques forcées
Ch. 9
Structure et optimisation en chimie organique
Ch. 10
Stratégies de synthèse
BAC
Thème 1 bis
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Description d'un mouvement
Ch. 12
Mouvement dans un champ uniforme
Ch. 13
Mouvement dans un champ de gravitation
Ch. 14
Modélisation de l'écoulement d'un fluide
BAC
Thème 2
3. Conversions et transferts d'énergie
Ch. 15
Étude d’un système thermodynamique
Ch. 16
Bilans d'énergie thermique
BAC
Thème 3
4. Ondes et signaux
Ch. 17
Propagation des ondes
Ch. 18
Interférences et diffraction
Ch. 19
Lunette astronomique
Ch. 20
Effet photoélectrique et enjeux énergétiques
Ch. 21
Évolutions temporelles dans un circuit capacitif
BAC
Thème 4
Annexes
Ch. 22
Méthode
Chapitre 18
Exercice corrigé

De la diffraction aux interférences à deux ondes

Énoncé
Un binôme d'élèves réalise l'expérience des trous d'Young en plaçant horizontalement deux petits trous proches l'un de l'autre.
Lorsque le faisceau laser traverse un seul des trous, la figure obtenue est une figure de diffraction (). Il s'agit d'une alternance de franges circulaires brillantes et sombres concentriques. Lorsque le laser traverse les deux trous, les figures de diffraction produites par chacun des trous se superposent alors sur l'écran ().

1. Faire un schéma du dispositif expérimental.

2. Justifier que des interférences seront observées sur l'écran.

3. Les deux trous sont séparés d'une distance mm, éloignés de l'écran de m, et la longueur d'onde du laser est nm. Calculer la valeur de l'interfrange .

4. Préciser comment évolue la différence de chemin optique au niveau des points , et ().

5. Justifier ce que l'on observe sur l'écran.
Protocole de réponse
1. Faire apparaître les grandeurs importantes.

2. Rappeler les conditions d'interférences.

3. Donner l'expression de l'interfrange et effectuer l'application numérique.

4. Utiliser un schéma pour visualiser géométriquement la différence de chemin optique de quelques points situés sur cette droite.

5. Utiliser des arguments de symétrie pour en déduire la forme de la figure d'interférences.

Doc. 1
Tache de diffraction d'Airy

Tache de diffraction d'Airy
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Crédits : Giphotostock/SPL

Doc. 2
Points équidistants des trous

Points équidistants des trous
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Doc. 3
Figure d'interférences

Figure d'interférences
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Solution rédigée
1.
Schéma du dispositif expérimental
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Crédits : lelivrescolaire.fr


2. Les faisceaux de lumière émis par les deux trous sont issus d'une même source. Le déphasage est nul, les deux sources sont cohérentes, il est donc possible d'observer des interférences.

3. D'après les données de l'énoncé :

AN : mm

4. Les points sont équidistants des deux trous, donc la différence de chemin optique est nulle. On observe des interférences constructives. La droite sur laquelle se trouvent les points A, B et C du est une frange brillante.

5. D'après la question 4., les ondes lumineuses arrivant en des points situés sur une droite parallèle à la droite (AC) ont une différence de chemin optique équivalente. La figure d'interférences doit comporter des franges verticales.

Mise en application

Découvrez l' pour travailler cette notion.

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