Feuille d'activités de la leçon : Diffraction des ondes lumineuses Physique

Dans cette feuille d’activités, nous nous entraînerons à décrire les séquences d’interférences produites par des ondes diffractées par des fentes et se propageant sur différentes distances.

Question 1

Laquelle des conditions suivantes engendre l'angle de diffraction le plus grand lorsqu'une onde passe à travers un interstice?

  • ALa largeur de l'interstice est égale à l’amplitude de l’onde.
  • BLa largeur de l'interstice est égale à la vitesse de l'onde multipliée par la période de l'onde.
  • CLa largeur de l'interstice est égale à la vitesse de l'onde multipliée par la fréquence de l'onde.
  • DLa largeur de l'interstice est égale à la vitesse de l’onde multipliée par l’amplitude de l’onde.
  • ELa largeur de l'iinterstice est égale à la longueur d'onde de l'onde.

Question 2

Lequel des énoncés suivants est une définition correcte de la diffraction?

  • ALa diffraction est le changement de direction d'une onde lorsqu'il passe près d'un objet et change sa direction d'un angle supérieur à 90 degrés.
  • BLa diffraction est le changement de longueur d'onde d'une onde lorsqu'il passe à travers une ouverture.
  • CLa diffraction désigne le changement de direction d'une onde lorsqu'il passe près d'un objet et change sa direction d'un angle inférieur à 90 degrés.
  • DLa diffraction est le changement de vitesse d'une onde lorsqu'il passe à travers une ouverture.
  • ELa diffraction est le changement de direction d'une onde lorsqu'il passe d'un milieu à un autre ayant une masse volumique différente.

Question 3

Le diagramme montre les fronts d'onde de deux ondes diffractées par des fentes de mêmes largeurs. Les deux ondes ont la même célérité, la même longueur d'onde, la même fréquence et le même déplacement initial.

À Combien de longueurs d'onde correspondant la distance entre la fente de gauche et le point 𝐴?

À Combien de longueurs d'onde correspondant la distance entre la fente de droite et le point 𝐴?

L’interférence entre les deux ondes lumineuses au point 𝐴 est-elle constructive ou destructive?

  • Aconstructive
  • Bdestructive

À Combien de longueurs d'onde correspondant la distance entre la fente de gauche et le point 𝐵?

À Combien de longueurs d'onde correspondant la distance entre la fente de droite et le point 𝐵?

L’interférence entre les deux ondes lumineuses au point 𝐵 est-elle constructive ou destructive?

  • Aconstructive
  • Bdestructive

À Combien de longueurs d'onde correspondant la distance entre la fente de gauche et le point 𝐶?

À Combien de longueurs d'onde correspondant la distance entre la fente de droite et le point 𝐶?

L’interférence entre les deux ondes lumineuses au point 𝐶 est-elle constructive ou destructive?

  • Adestructive
  • Bconstructive

À Combien de longueurs d'onde correspondant la distance entre la fente de gauche et le point 𝐷?

À Combien de longueurs d'onde correspondant la distance entre la fente de droite et le point 𝐷?

L’interférence entre les deux ondes lumineuses au point 𝐷 est-elle constructive ou destructive?

  • Aconstructive
  • Bdestructive

Question 4

Laquelle des affirmations suivantes décrit au mieux la relation entre le nombre de fentes voisines traversées par des ondes et le réseau de diffraction produit par ces ondes?

  • AUn réseau de diffraction n'est que produit lorsqu'il y a deux fentes.
  • BUn réseau de diffraction n'est que produit lorsqu'il n'y a qu'une seule fente.
  • CUn réseau de diffraction est produit par un nombre quelconque de fentes.
  • DUn réseau de diffraction n'est que produit lorsque le nombre de fentes est égal à la longueur d'onde des ondes.

Question 5

Laquelle des affirmations suivantes décrit le mieux l'effet de la lumière blanche passant à travers un espace d'environ 550 nanomètres de large?

  • ALes différentes couleurs de la lumière blanche sont diffractées par différentes quantités.
  • BLa lumière blanche n'est pas diffractée.
  • CCertaines des couleurs de la lumière blanche interfèrent de manière destructrice et ne sont pas visibles dans le diagramme de diffraction.
  • DLes différentes couleurs de la lumière blanche sont diffractées de manière égale.

Question 6

Laquelle des affirmations suivantes décrit le mieux la relation entre l'interférence des ondes et la diffraction des ondes?

  • AIl n'y a pas de relation entre l'interférence et la diffraction des ondes.
  • BLa diffraction se produit à cause d'une interférence destructive des ondes.
  • CLa diffraction se produit à cause d'interférences à la fois constructives et destructives des ondes.
  • DLa diffraction se produit à cause d'une interférence constructive des ondes.

Question 7

Laquelle des affirmations suivantes décrit le mieux la relation entre la longueur d’onde des ondes diffractées et la largeur de l’espace qu’elles traversent?

  • ALes ondes sont diffractées le plus fortement lorsque leur longueur d'onde est égale à la moitié de la largeur de la fente qu'elles traversent.
  • BLes ondes sont le plus fortement diffractées lorsque leur longueur d'onde est égale au double de la largeur de l'espace qu'elles traversent.
  • CLes ondes sont diffractées le plus fortement lorsque leur longueur d'onde est égale à la largeur de la fente qu'elles traversent.
  • DLes ondes sont le plus fortement diffractées lorsque leur longueur d'onde est égale à la racine carrée de la largeur de l'espace qu'elles traversent.

Question 8

Laquelle des affirmations suivantes décrit le mieux le résultat des ondes passant par un seul interstice dont la largeur est approximativement égale à la longueur d'onde des ondes qui le traversent ?

  • AAucun diagramme de diffraction n'est généré parce que les ondes ne passent que par un seul interstice et qu'il n'y a pas d'autres ondes avec lesquelles elles pourraient interférer.
  • BLes ondes sont diffractées de chaque côté de l'espace et les ondes de chaque côté interfèrent entre elles, mais aucun schéma de diffraction n'est généré car ces ondes sont toutes en phase les unes avec les autres.
  • CUn diagramme de diffraction est généré parce que les ondes sont diffractées de chaque côté de l'écart et que les ondes de chaque côté interfèrent les unes avec les autres.
  • DUn diagramme de diffraction est généré parce que les ondes qui passent à travers la fente interfèrent avec les autres ondes qui passent à travers la fente après elles

Question 9

La lumière passe à travers les interstices d'un écran, A, B et C, comme le montre le graphique. La lumière passant à travers chaque espace chute perpendiculairement sur l'écran. La longueur d'onde de la lumière à travers chacun des espaces est la même, mais les espaces sont de largeur différente. La lumière passant à travers chaque espace est diffractée. Après avoir parcouru une distance de 𝑑 au-delà des espaces, les fronts d'onde des ondes séparées d'une longueur d'onde sont affichés ; 𝑑 est beaucoup plus grande que la longueur d'onde, 𝑙𝑎𝑚𝑏𝑑𝑎, des ondes. Les longueurs des fronts d'onde de tête 𝐿,𝐿, et 𝐿 varient en fonction de la taille de l'espace par lequel la lumière est passée.

Lequel de ces espaces est le plus proche en largeur de la longueur d'onde de la lumière qui le traverse ?

  • AÉcart C
  • BÉcart A
  • CÉcart B
  • DAucun de ces écarts

Lequel des écarts est le plus large par rapport à la longueur d'onde de la lumière qui le traverse ?

  • AÉcart B
  • BÉcart C
  • CÉcart A
  • DAucun de ces écarts

Question 10

Une source lumineuse émet une lumière qui passe à travers deux fentes étroites, puis tombe sur un écran, comme indiqué sur le schéma. Lequel des quatre motifs sur les écrans (A), (B), (C) et (D) montre le plus correctement le motif qui serait produit sur l'écran par la lumière diffractée à travers les fentes?

  • A(A)
  • B(B)
  • C(D)
  • D(C)

Question 11

La figure suivante montre les rayons lumineux diffractés lorsqu'ils passent autour d'un obstacle.

Laquelle des affirmations suivantes décrit le plus correctement les interférences de la lumière diffractée?

  • ALes ondes lumineuses de chaque côté de l'obstacle se chevaucheront quand elles auront parcouru une certaine distance après l'obstacle et interféreront.
  • BLes interférences par les ondes lumineuses ne se produisent que lorsque les ondes lumineuses passent à travers des fentes étroites.

Question 12

La figure suivante illustre la diffraction des ondes lumineuses. Lequel des angles est un angle de diffraction?

  • AAngle A
  • BAngle B

Question 13

Voici deux trajectoires d'une source lumineuse ponctuelle. Chaque trajectoire passe par une fente étroite.

Laquelle des affirmations suivantes décrit le plus correctement la manière dont la lumière qui suit chaque trajectoire est diffractée?

  • ALa lumière commence à être diffractée au point où les trajectoires se croisent.
  • BLa lumière qui suit chaque trajectoire est diffractée lorsqu'elle passe à travers une fente.

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