2013 : Fentes de young

Vous êtes ici : Accueil

Oscillations électriques

Corrigé 1997 : Puisssance moyenne/facteur de puissance

Terminale S2

2013 : Fentes de young

Détails: Catégorie : Exercices du BAC

Des interférences lumineuses sont réalisées avec un laser He-Ne de longueur d’onde $\lambda_{1} = 633 nm$ .
Le dispositif comprend une plaque percée de deux fentes très fines distantes de a. Cette plaque est placée
à une distance d de la source laser S (figure 3). On observe les interférences sur un écran P parallèle à la
plaque et situé à une distance D = 3 m de celle-ci. Les deux fentes sont à égale distance de la source.
La droite (SO) est l’axe de symétrie du dispositif.

5.1. Expliquer brièvement la formation des franges brillantes et des franges obscures sur l’écran. (0,5 point)

5.2. On montre que la différence de marche $\delta$ entre les rayons issus des fentes sources $F_{1}$ et $F_{2}$ s’exprime par $\delta=\frac{ax}{D}$
en un point M d’abscisse x comptée à partir du milieu O de la
frange centrale.

5.2.1. Quelle condition doit vérifier $\delta$ pour qu’en un point P de l’écran, on observe une frange brillante ? (0,25 point)

5.2.2. Montrer que l’interfrange ou distance entre deux
franges consécutives de même nature s’exprime par
la formule $i=\frac{\lambda_{1} D}{a}$ (0,25 point)

5.3. Sur l’écran on mesure la distance entre cinq franges brillantes successives et on trouve
$\Delta x = 25 mm$ . On remplace le laser He – Ne par une diode laser de longueur d’onde $\lambda_{d}$ , sans rien modifier d’autre ; on mesure maintenant une distance $\Delta x’ = 27 mm$ entre cinq franges brillantes successives.

5.3.1. Trouver la relation donnant l’écart a entre les fentes $F_{1}$ et $F_{2}$ en fonction de $\lambda_{1}$
, D et ∆x. Faire l’application numérique. (0,5 point)

5.3.2. Trouver la relation donnant la longueur d’onde $\lambda_d$ de la diode laser en fonction de $\lambda_{1}$ , $\Delta x$ et $\Delta x'$ .
Faire l’application numérique. (0,5 point)

5.4. Les deux radiations sont successivement utilisées pour éclairer une cellule photo émissive de fréquence seuil $\nu_{0} = 4,5.10^{14} Hz$ .

5.4.1 Dans le cas où il y a émission d’électrons, calculer, en joule puis en électron-volt, l’énergie cinétique maximale $EC_{max}$ des électrons émis. (0,75 point)

5.4.2. Dire quel caractère de la lumière cette expérience met en évidence. Citer une application courante de cet aspect de la lumière. (0,75 point)
Données : célérité de la lumière $c = 3,00.10^8 m.s^{-1}$ ; constante de Planck : $h = 6,62.10^{-34} J.s$

EXAMEN.SN V2.0 © RESAFAD SENEGAL Creative Commons License - Avenue Bourguiba x rue 14 Castors, Dakar (Sénégal) - Tél/Fax : +221 33864 62 33