Feuille d'activités de la leçon : Interférences de Young Physique

Dans cette feuille d’activités, nous nous entraînerons à déterminer la position des points d’intensité minimale et maximale dans le modèle d’interférences des fentes de Young.

Q1:

Une lumière monochromatique de longueur d'onde égale à 636 nm passe à travers deux fentes étroites et parallèles d'une plaque. La lumière provenant des fentes arrive sur un écran parallèle à la plaque, situé à 1,08 m de cette dernière. Un motif de franges claires et sombres est observé sur l'écran. Une droite 𝐿, est perpendiculaire à la surface de la plaque et à la direction des fentes. 𝐿 intersecte la frange claire centrale du motif de l'écran. La distance entre le point d'intersection de 𝐿 sur l'écran et le centre de la frange claire la plus proche est de 6,11 cm. Quelle est la distance entre les fentes? Donne ta réponse en mètre et en notation scientifique avec deux décimales.

  • A5,61×10 m
  • B1,12×10 m
  • C3,36×10 m
  • D6,36×10 m
  • E1,08×10 m

Q2:

Un faisceau lumineux avec une longuer d'onde de 597 nm traverse une plaque dans laquelle se trouvent two fentes étroites espacées de 7,64 μm. La lumière provenant des fentes arrivent à un écran parallèle à la plaque, oû l'on observe un motif formé de franges sombres et claires. Soit la ligne 𝐿 perpendiculaire à la surface de la plaque et à la direction des fentes, qui coupe la france claire au centre du motif sur l'écran. Soient deux lignes, ligne I et ligne II, qui coupent 𝐿 au niveau de la plaque. La ligne I coupe le centre de la frange sombre la plus proche de la frange claire centrale, et la ligne II coupe le centre de la france claire la plus proche de la frange claire centrale. Les deux lignes, I et II, sont du même côté par rapport à la ligne 𝐿. Quel est l'angle formé par les lignes I et II? Donne ta réponse au dixième près.

Q3:

Laquelle des formules suivantes relie correctement l'angle𝑡𝑒𝑡𝑎 selon lequel ressort une lumière de longueur d'onde𝑙𝑎𝑚𝑏𝑑𝑎 après avoir traversé deux fentes étroites espacées d'une distance 𝑑 à l'ordre 𝑛 d'une frange brillante d'un motif d'interférence produit par la lumière sur un écran?

  • A𝑑=𝑛𝑙𝑎𝑚𝑏𝑑𝑎𝑡𝑒𝑡𝑎sin
  • Bsin𝑡𝑒𝑡𝑎=𝑛𝑙𝑎𝑚𝑏𝑑𝑎𝑑
  • C𝑑𝑡𝑒𝑡𝑎=𝑛𝑙𝑎𝑚𝑏𝑑𝑎sin
  • D𝑑𝑙𝑎𝑚𝑏𝑑𝑎=𝑛𝑡𝑒𝑡𝑎sin
  • Esin𝑡𝑒𝑡𝑎=𝑑𝑛𝑙𝑎𝑚𝑏𝑑𝑎

Q4:

De la lumière passe à travers une feuille dans laquelle se trouvent deux fentes étroites et parallèles espacées de 12,8 μm . La lumière provenant des fentes se projète sur un écran parallèle à la feuille, sur lequel on peut observer un motif de franges lumineuses et sombres. Une ligne 𝐿 parcourt la feuille perpendiculairement à sa surface et à la direction des fentes. La ligne 𝐿 coupe la frange centrale du motif sur l'écran. L'angle entre 𝐿 et une ligne passant par le centre de la frange la plus proche de la frange centrale est de 3,09. Quelle est la longueur d'onde de la lumière? Donne ta réponse au nanomètre près.

Q5:

Un rayon lumineux de longueur d'onde égale à 625 nm est dirigé vers une plaque percée de deux fentes fines et parallèles. On observe l'image résultante sur un écran parallèle à la plaque. Il s'agit d'un motif de franges claires et sombres. On trace une droite 𝐿 perpendiculaire à la plaque et à la direction des fentes. La droite 𝐿 passe par la frange centrale du motif à l'écran. L'angle entre 𝐿 et une droite qui coupe le centre de la frange la plus proche de la frange centrale mesure 2,67. Quelle distance sépare les deux fentes sur la plaque? On donnera une réponse arrondie au micromètre.

Q6:

Une lumière d'une longueur d'onde de 675 nm passe à travers une feuille dans laquelle il y a deux fentes étroites et parallèles espacées de 10,5 μm. La lumière provenant des fentes est incidente sur un écran parallèle à la feuille, où l'on observe un motif de franges claires et sombres. Une droite L est perpendiculaire à la surface de la feuille et à la direction des fentes. La ligne L croise la frange claire centrale du motif sur l'écran. Quel est l'angle entre L et une droite qui croise le centre de la frange brillante la plus proche de la frange brillante centrale ? Donne ta réponse au centième près.

Q7:

Laquelle des formules suivantes relie correctement 𝑙𝑎𝑚𝑏𝑑𝑎, la longueur d'onde de la lumière émise par une paire de fentes étroites ; 𝑠, la distance entre les fentes ; 𝑑, la distance au centre d'un diagramme d'interférence produit par la lumière sur un écran ; et 𝐷, la distance entre les fentes et une frange brillante dans le modèle d'ordre 𝑛?

  • A𝑠=𝑛𝑙𝑎𝑚𝑏𝑑𝑎𝑑𝐷
  • B𝑠=𝑙𝑎𝑚𝑏𝑑𝑎𝐷𝑛𝑑
  • C𝑠=𝑛𝑙𝑎𝑚𝑏𝑑𝑎𝐷𝑑
  • D𝑠=𝑛𝑑𝐷𝑙𝑎𝑚𝑏𝑑𝑎
  • E𝑠=𝑛𝑙𝑎𝑚𝑏𝑑𝑎𝑑𝐷

Q8:

La lumière d'une longueur d'onde de 604 nm traverse une feuille dans laquelle se trouvent deux fentes parallèles étroites espacées de 9,44 μm. La lumière provenant des fentes est incidente sur un écran parallèle aux feuilles, à 1,25 m de distance, où l'on observe un motif de franges claires et sombres. Une droite 𝐿 est perpendiculaire à la surface de la feuille et à la direction des fentes. La droite 𝐿croise la frange centrale claire du motif sur l'écran. Quelle est la distance sur l'écran entre 𝐿 et le centre de la frange brillante la plus proche de la frange brillante centrale ? Donne ta réponse au cm le plus proche.

Q9:

De la lumière traverse une feuille dans laquelle sont découpées deux fentes étroites et parallèles espacées de 5,28 μm . La lumière en sortie des fentes est incidente sur un écran parallèle à la feuille, situé à 1,16 m de la feuille, sur lequel un motif de franges claires et sombres est formé. Une ligne 𝐿 est tracée perpendiculairement à la surface de la feuille et à la direction des fentes. La ligne 𝐿 coupe la frange centrale claire du motif sur l'écran. La distance sur l'écran entre 𝐿 et le centre de la frange sombre la plus proche de la frange centrale claire est de 4,77 cm. Quelle est la longueur d'onde de la lumière? Donne ta réponse en notation scientifique, au centième près.

  • A8,68×10 m
  • B4,34×10 m
  • C5,43×10 m
  • D1,09×10 m
  • E2,17×10 m

Q10:

Une lumière de longueur d'onde 563 nm traverse une feuille dans laquelle sont découpées deux fentes étroites et parallèles espacées de 8,38 μm . La lumière en sortie des fentes est incidente sur un écran parallèle à la feuille, où un motif de franges claires et sombres est formé. Une ligne 𝐿 est tracée perpendiculairement à la surface de la feuille et à la direction des fentes. La ligne 𝐿 coupe la frange centrale claire du motif sur l'écran. Combien de franges claires se formeront sur un écran qui peut se prolonger, sans limite, de chaque côté de 𝐿?

Cette leçon comprend 15 questions additionnelles pour les abonnés.

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