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C3 essentiel Presentation Transcript

  • 1. Chapitre III : Propriété des ondesI. Le phénomène de diffraction 1. Mise en évidence Cas n°1 Cas n°2 Louverture est de grande taille par rapport à la Louverture est de dimension voisine de la longueur longueur d’onde donde (λ négligeable par rapport à a).
  • 2.  Quand une onde rencontre un obstacle de dimension proche de sa longueur d’onde, sa direction de propagation est modifiée, c’est le phénomène de diffraction. La longueur d’onde n’est pas modifiée. 2. Etude des paramètres influençant la diffraction a. Direction de propagation Quelle que soit la direction incidente de propagation de l’onde, l’obstacle se comporte comme une source émettrice.
  • 3. b. Dimensions de l’ouverture Plus a est petit, plus le phénomène de diffraction est marqué. L’angle  du champ de diffraction est inversement proportionnel à a.
  • 4. 3. Diffraction de lumière monochromatiqueDiffraction par une ouverture circulaire Plus la taille de l’ouverture est petite, plus le phénomène de diffraction sera marqué. Cette expérience montre que la lumière ne se propage pas toujours en ligne droite, la lumière est une onde.
  • 5. Diffraction par une fente Première extinction Centre de la tache centrale  « a » : largeur de la fente Lors de la diffraction d’une lumière monochromatique par une fente on a la relation : Avec : écart angulaire (rad) λ longueur d’onde (m) a dimensions de l’ouverture (m)
  • 6. 4. Diffraction de lumière polychromatique Diffraction de la lumière blanche à travers un rideau L’écart angulaire dépendant de la longueur d’onde, chaque longueur d’onde sera diffractée différemment. On observe des tâches irisées, c’est-à-dire présentant les différentes couleurs du spectre de la lumière.
  • 7. II. Les interférences 1. Interférence en lumière monochromatique Lorsque deux ondes monochromatiques synchrones (de même fréquence) se superposent, l’amplitude de l’onde résultante varie dans l’espace. L’onde obtenue s’explique par le décalage des ondes superposées.
  • 8. Ondes en phase, maximum d’amplitude Ondes en opposition de phase, amplitude nulle La distance séparant deux franges brillantes (ou sombres) consécutives est appelée interfrange, elle est liée à la longueur d’onde. Le phénomène d’interférences existe aussi pour les ondes mécaniques.
  • 9. 2. Interférence en lumière blanche Tout comme la figure de diffraction, la figure d’interférences dépend de la longueur d’onde. En lumière polychromatique, on observe une décomposition de la lumière, les couleurs obtenues sont appelées couleurs interférentielles. Figure d’interférences lumineuses en lumière blanche.
  • 10. III. L’effet doppler 1. Mise en évidence Quand un émetteur est en mouvement par rapport à un récepteur, la fréquence du son reçu varie, c’est l’effet doppler. Quand l’émetteur s’approche du récepteur, la longueur d’onde diminue, la fréquence augmente et le son parait plus aigu.
  • 11.  Quand l’émetteur s’éloigne du récepteur, la longueur augmente, la fréquence diminue, le son parait plus grave. L’effet doppler peut être utilisé pour calculer des vitesses.
  • 12. 2. Utilisation en astrophysique Le décalage des raies des spectres des astres lointains du à l’effet Doppler permet entre autres de découvrir de nouvelles exoplanètes. L’exoplanète Gliese 581d, découverte en 2007 dans le système planétaire de l’étoile Gliese 581, pourrait être propice à la vie