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Esprit classe inversée
TS Diffraction des ondes : cours, préparation TP
dimanche 16 décembre 2018, par
Compte rendu de TP d’élèves
Présentation du phénomène
La diffraction se produit lorsqu’une onde passe par une ouverture ou rencontre un obstacle. Selon la dimension relative de la longueur d’onde et de l’ouverture (ou de l’obstacle), la diffraction modifie plus ou moins la propagation rectiligne des ondes.
Vidéo découverte du phénomène
Vidéo / durée : 1 minutes 30
Lorsque la largeur a de l’ouverture ou de l’obstacle est très supérieure à la longueur d’onde, les parties des fronts d’onde qui se heurtent à l’obstacle sont arrêtées mais les autres parties continuent à se propager dans la direction initiale.
Au fur et à mesure que a diminue, les ondes commencent à se propager dans les régions situées derrière l’obstacle. Les fronts d’onde deviennent des arc de cercles derrière l’obstacle.
Lorsque l’ouverture prend une taille comparable à la longueur d’onde, les fronts d’onde diffractés sont circulaires.
Diffraction produite par une fente simple (ou fil tendu) :
C’est la situation la plus simple pour étudier les aspects quantitatifs du phénomène de la diffraction avec une fente, un laser, un écran.
On s’arrange pour que l’écran de projection soit à grande distance de la fente.
Voici ce qu’on observe à l’œil nu :
Une analyse de la lumière reçu sur l’écran permet d’obtenir un profil d’intensité lumineuse suivant :
Vidéo 2 - CP3 Diffraction Observations Ondes Lumineuses
Vidéo n°2 d’une série de 3 / durée : 5 minutes
Diffraction des ondes sur la chaine de Sophie Girardeau
Le lien direct ne fonctionne pas / durée : 5 minutes
Support papier : le chapitre du manuel
Quelques animations pour appréhender les paramètres :
http://www.ostralo.net/3_animations/swf/InterferenceLaser.swf
Une ou deux fentes pour diffraction ou interférences.
http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/Ondes/cuve_ondes/diffraction.php
Diffraction d’ondes à la surface de l’eau.
http://scphysiques.free.fr/TS/physiqueTS/diffractionfente.swf
L’animation qui apparaît dans la deuxième vidéo.
A propos des animations Flash, extension swf : en cas de difficultés avec les navigateurs tels que Chrome et Firefox, il est recommandé de les utiliser avec Internet Explorer de Windows.
QCM pour faire le point :
Accès via pronote...
rubrique : outils pédagogiques —> QCM
Pour aller plus loin
A partir de la troisième animation, vous pouvez tester les critères de proportionnalité des paramètres deux par deux.
largeur tâche centrale et longueur d’onde,
largeur tâche centrale et largeur de la fente,
largeur tâche centrale et distance de l’écran.
Ce qui sera fait en TP.
**** Exercices élémentaires :