Télécharge Travaux dririgés d’optique ondulatoire et plus Notes au format PDF de Physique sur Docsity uniquement! Département Mathématiques, Physique & Informatique Faculté Polydisciplinaire de Taza Université Sidi Mohamed Ben Abdallah de Fès 1 Travaux Dirigés d’Optique ondulatoire Série N° 1 (Interférences lumineuses) M. ABARKAN Exercice 1: Un laser émet une radiation rouge de longueur d’onde 1 = 0,6329923. 10-7 ± 10-7 m. Calculer la longueur d’onde 2 du rayonnement dans l’air d’indice n2 = 1,00028 ± 10-5. Exercice 2: On considère un point source O émettant une onde lumineuse monochromatique dans un milieu homogène, isotrope et transparent. Le champ électrique au point source s’écrit : )cos(),( 0 tEtOE . 1. Quelle est la forme des surfaces d’onde. 2. Donner l’expression de la surface d’onde dont la différence de phase avec la source est . 3. Comment obtenir une onde plane avec une source ponctuelle. Exercice 3: On considère une fibre creuse rectiligne : la gaine de la fibre est constituée d’un verre d’indice n = 1,5 et on réalise le vide à l’intérieur de la fibre. On éclaire une extrémité de la fibre avec un bref signal lumineux. A l’extrémité de la fibre, de longueur L = 1m, on place un détecteur dont le temps de réponse est noté . 1. Ecrire l’expression de l’onde (notée 1) se propageant dans l’air le long de la fibre, et de celle (notée 2) se propageant dans la gaine de verre le long de la fibre. 2. Au bout de combien de temps le détecteur reçoit-il la première onde ? la seconde ? 3. En déduire le temps de réponse que doit avoir le détecteur pour séparer les deux signaux. 4. Sachant que les détecteurs usuels ont un temps de réponse de 10-6s, quelle devrait être la longueur de la fibre pour qu’un détecteur usuel sépare les deux signaux. Exercice 4: L’œil est un récepteur dont le temps de réponse est de l’ordre de 0,1 s. 1. Quelles ondes l’œil est capable de distinguer. 2. Deux ondes de fréquences légèrement différentes parviennent à l’œil. A quelle condition l’œil est-il susceptible de discerner des battements. Exercice 5: La mécanique quantique établit que si le milieu matériel contient des atomes (ou des molécules) à raison de N par unité de volume, l’indice de réfraction pour une onde lumineuse de fréquence se calcule par : i i i e f m Ne n 22 0 2 2 2 4 1 où est une constante. Sans entrer dans les détails, les atomes sont assimilés à des oscillateurs soumis à une force liée au coefficient fi. Ils présentent une fréquence de résonance i. La quantité (e2/me) caractérise une particule de charge e et de masse me. 1. Montrer que si l’on prend comme variable la longueur d’onde (dans le vide) au lieu de la fréquence, cette expression peut s’écrire :
