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Interférences

Posté : dim. 21 oct. 2012 16:19
par Pierre TS
Bonjour à tous alors voilà j'ai un DM à rendre dans la semaine qui arrive, DM que j'ai presque terminé, il ne me reste plus que cet exercice sur lequel je bute réellement, un exercice type BAC.

Il y a deux documents : Le 1 est une photographie d'un interféromètre de Michelson vue de dessus, mais cela ne nous servira à rien dans cet exo.
Le second est un texte, le voici :
L'interféromètre mis au point par Michelson fut utilisé en 1887 pour monter l'invariance de la célérité de la lumière dans un changement de référentiel, invariance qui constitue l'un des postulats de la relativité restreinte énoncée par Einstein en 1905.
Un interféromètre de Michelson est composé de deux miroirs plans M1 et M2, orthogonaux et d'une lame séparatrice semi-réfléchissante S inclinée à 45° par rapport aux plans des miroirs.
Le faisceau lumineux monochromatiques de longueur d'onde émis par une source vient frapper la lame semi-réfléchissante au point B.
Les faisceaux transmis ou réfléchis par S arrivent sur les miroirs sous incidence normale aux points notés A1 et A2.
A la sortie du dispositif, deux faisceaux parallèles, qui ont parcouru des trajets différents, peuvent interférer : leur état d'interférence est contrôlé par un photo-capteur relié a une chaîne électronique de comptage. On suppose que les faisceaux transmis ou réfléchis ont la même intensité.

Voici le texte, il est accompagné d'un petit schéma que voici
1350827785987.jpg
Et voici la 1ère questions :
a) Exprimer la différence de marche entre les deux faisceaux qui interfèrent depuis leur séparation en B sur la lame S jusqu'à leur retour en ce point.
On pose L1 = BA1 et L2 = BA2

J'avoue ne pas très bien avoir compris le schéma, je n'arrive pas à bien visulaliser où sont les faisceaux :(

Merci de votre aide !!

Re: Interférences

Posté : dim. 21 oct. 2012 16:25
par SoS(1)
Bonjour,

Le schéma est une aide précieuse pour visualiser les rayons (en rouge et en vert). Vous pouvez ainsi suivre la marche de ces deux rayons, et en déduire la différence de marche, qui se résume ici à la différence de longueur des deux chemins suivis par ces rayons.

Est-ce clair ?

J'attends votre réponse.

Re: Interférences

Posté : dim. 21 oct. 2012 16:37
par Pierre
La différence de marche est ici nulle mais je ne saurais le justifier nous n'avons aucune longueur :(

Je peux pas dire que L1 = L2 ?

Re: Interférences

Posté : dim. 21 oct. 2012 16:41
par SoS(1)
Sur le schéma, vous pouvez voir que le miroir M2 peut bouger. La relation que vous proposez est donc un cas particulier. Qu'en est-il dans le cas général, pour une position quelconque du miroir M2 ?

Re: Interférences

Posté : dim. 21 oct. 2012 16:45
par Pierre
Je dirais que chaque faisceau fait trois fois la même distance

Re: Interférences

Posté : dim. 21 oct. 2012 16:49
par SoS(1)
Non. Entre le moment où le faisceau part de B, tape un miroir, et revient en B, je ne vois pas quelle distance le faisceau parcours trois fois. Etes vous sûr d'avoir pris le point B comme point de départ et d'arrivée pour répondre à cette question ?

Re: Interférences

Posté : dim. 21 oct. 2012 16:58
par Pierre
Oui mais je pensais qu'il fallait compter l'aller que le faisceau faisait jusqu'au photocapteur mais je me rend compte que ça n'a rien à voir avec la question. Donc le faisceau rouge parcourt deux fois L1 et le vert parcourt deux fois L2

Re: Interférences

Posté : dim. 21 oct. 2012 17:03
par SoS(1)
Oui. Ce qui fait une différence de marche ?

Re: Interférences

Posté : dim. 21 oct. 2012 17:04
par Pierre
Et bien si L1 = L2 la différence de marche est nulle

Re: Interférences

Posté : dim. 21 oct. 2012 17:15
par SoS(1)
Et si L1 n'est pas égal à L2 ?

Re: Interférences

Posté : dim. 21 oct. 2012 17:25
par Pierre
Il y aura une différence de marche positive :)

Re: Interférences

Posté : dim. 21 oct. 2012 17:36
par SoS(1)
Et pouvez vous donner son expression en fonction de L1 et L2 dans le cas où L1 n'est pas égal à L2 ?

Re: Interférences

Posté : dim. 21 oct. 2012 17:42
par pierre
Et bien justement je me pose la question depuis tout à l'heure mais j'avoue que je ne vois pas. Il faudrait que je sache quelle distance L1 ou L2 est supérieur à l'autre non ?

Re: Interférences

Posté : dim. 21 oct. 2012 17:47
par SoS(1)
Ne vous embêtez pas avec cela. Vous n'avez qu'à supposer que L2 est plus grand que L1.

Re: Interférences

Posté : dim. 21 oct. 2012 17:50
par Pierre
Dans ce cas si L2 > L1

delta = L2-L1 et sa fera quelque chose de positif tout simplement ?