Programme de colles de la semaine 16 du 11/01 au 15/01
– Optique 1 : Modèle scalaire des ondes lumineuses (exercices) → O1_plan
– Optique 2 : Superposition de deux ondes lumineuses (cours et exercices) → O2_plan
– Optique 3 : Étude de diviseurs du front d’onde : les trous d’Young et ses généralisations (cours et exercices) → O3_plan
– Optique 4 : L’interféromètre de Michelson (cours seulement, une seule question possible, voir ci-dessous) → O4_plan
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A l’attention des interrogateurs, suggestions de questions de cours :
- O2 – Citer les 3 critères de cohérence, et démontrer la formule de Fresnel (en complexe ou non) en les supposant validés.
- O2 – Interférences à N ondes : utiliser la construction de Fresnel pour établir la condition d’interférences constructives et la demi-largeur 2π/N des franges brillantes.
- O3 – Montage des trous d’Young : établir l’expression de la différence de marche en précisant les approximations faites.
- O3 – Trous d’Young éclairés en lumière blanche : décrire et interpréter qualitativement (schémas !) les observations (Voc. à utiliser notamment : blanc d’ordre 0, teintes de Newton, blanc d’ordre supérieur, cannelures, spectre cannelé)
- O3 – Schématiser le montage de Fraunhofer pour 2 trous d’Young ; mettre en évidence sur le schéma puis exprimer la différence de marche en fonction soit des angles, soit des positions de la source et du point M sur l’écran.
- O4 – Établir l’expression de la différence de marche pour l’interféromètre de Michelson en configuration lame d’air, éclairé par une source spatialement étendue.
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A l’attention des étudiants :
– pour le chapitre O3, les exercices à savoir faire pour cette semaine de colles sont : ex 1 à 5. Pour mercredi 13/01 : finir l’exercice 5, faire le 6.
Travaux pratiques
Pas de TP de physique cette semaine
Cours
Optique 3 : Étude de diviseurs du front d’onde : les trous d’Young et ses généralisations (→ fin)
Optique 4 : L’interféromètre de Michelson (→ II.2)
Pour compléter les chapitres :
– Brouillage des franges d’interférences pour les trous d’Young avec deux sources ponctuelles : voir la simulation suivante page 11/15 (télécharger d’abord le pdf)
– article de 2016 sur l’observation des ondes gravitationnelles issues de la fusion de deux trous noirs (plus pour que vous voyiez la forme de ce type d’article : notez qu’avec le nombre de contributeurs, c’est très intéressant d’avoir un nom de famille qui commence par « Abb »… ; notez sur les graphes le très bon accord entre les observations et la théorie de la relativité générale) : PhysRevLett.116.061102
– à mettre en lien avec la simulation suivante (35 s) :
– conférence de presse (1h11min) à l’annonce de cette découverte extraordinaire. Notez la grande émotion de l’astrophysicienne France Cordova à 0:00, puis du physicien théoricien Kip Thorne qui a travaillé pendant 30 ans sur ce projet (31:08). L’annonce se fait 4:00. Des explications scientifiques sont distillées dans le reste de la conférence de presse.
– version vulgarisée en 9 min :
– Simulation de l’interféromètre de Michelson :
http://ressources.univ-lemans.fr/AccesLibre/UM/Pedago/physique/02/optiondu/michelson.html
– de manière générale, on conseille vivement les simulations d’optique de ce site :
http://ressources.univ-lemans.fr/AccesLibre/UM/Pedago/physique/02/
Travail à faire
Pour mercredi : O2 ex 6
Pour jeudi : O3 ex 2 et 3
Pour vendredi : O3 ex 1
Travaux dirigés
TD O3