1. Interféromètre de Michelson Dans l'interféromètre de Michelson, \(S_P\) est une lame de verre à faces parallèles inclinée à \(45^o\) sur les miroirs \(M_1\) et \(M_2\) perpendiculaires et équidistante de ces miroirs. Le faisceau issu de \(S\) se partage en deux: une partie fait un aller-retour sur \(M_1\) et l'autre sur \(M_2\). Sur le faisceau [1], on interpose une lame \(C_P\) dite compensatrice, de même nature que \(S_P\) et qui lui est parallèle de sorte que les trajets optiques de [1] et [2] sont identiques. Ainsi les deux rayons qui vont se retrouver en \(O'\) ne pourront interférer. Si on fait pivoter \(M_2\) en \(M_3\) autour d'un axe \(C\) perpendiculaire au plan de la figure, de telle sorte que l'angle \(\theta\) soit petit, son image par \(S_P\) qui était \(M_1\) devient \(M'_3\). Le système étudié devient équivalent à un coin d'air \(\widehat{M_1M_2}\) d'angle \(\theta\). Sur ce coin d'air, il y a deux réflexions de même nature, mais en \(I\) il y a une réflexion air – verre, de sorte que: \[\delta=2~x~\theta+\frac{\lambda}{2}\] (\(2\theta\) en raison de l'aller retour dans le coin d'air).
action Optique Géométrique Lame à faces parallèles Action d'une lame sur la propagation d'un rayon lumineux Action d'une lame sur la propagation d'un rayon lumineux. Considérons dans le plan de la figure, pris comme plan d'incidence, un rayon lumineux issu d'une source S, qui rencontre en I la face d'entrée d'une lame d'épaisseur e; conformément aux lois de Descartes il lui correspond, compte-tenu de l'hypothèse faite sur les indices: n 2 > n 1, un rayon réfracté IJ lui-même contenu dans le plan de la figure et tel que: n 1 sin i 1 = n 2 sin i 2. En J, ce rayon subit à son tour le phénomène de réfraction puisque i' 2 = i 2 ( angles alternes-internes) et que l'angle i 2 est au plus égal à l'angle de réfraction limite de la lame. Quel que soit i 1, il existe donc un rayon émergent JR dont il est facile de montrer qu'il a même direction que le rayon incident SI; en effet les lois de Descartes appliquées en J nous précisent d'une part que JR est dans le même plan que IJ et donc que SI, d'autre part que les angles i 1 et i' 1 sont é retiendra donc que: Lorsqu'un rayon lumineux frappe une lame à faces planes et parallèles d'épaisseur quelconque, il la traverse de part en part, si l'indice de la lame est supérieur à celui du milieu transparent et homogène dans lequel elle est placée.
Translatez le miroir mobile à l'aide du chariot. On montre que le système optique est équivalent à une lame d'air. Des franges d'interférences apparaissent dans le plan focal d'une lentille placée à la sortie de l'interféromètre ou sur un écran placé suffisamment loin. OBSERVATIONS Que constatez vous quant à la répartition de l'éclairement? les anneaux sont-ils régulièrement espacés? Avec une lampe à Sodium, augmentez le décalage optique. Vous devez observer que le contraste diminue puis augmente. Autour de \(e=\pm 0, 14\, \rm mm\) les franges disparaissent quasiment: c'est l' anti-coïncidence. Remarque Lorsque que l'on se rapproche du contact optique, c'est-à-dire \(e=0\), on peut montrer que les franges doivent "rentrer vers le centre". On peut avoir l'impression inverse tout simplement parce que la différence de chemin optique varie trop rapidement lorsque l'on manipule le curseur "décalage".
1. Chaque milieu transparent est caractérisé par son indice de réfraction n, nombre sans unité, égal ou supérieur à 1, tel que: n = c/v. c: célérité de la lumière dans le vide c = 3, 00x10 8 m. s -1 v: célérité de la lumière dans le milieu considéré 2. Vidéo L'angle d'incidence est définit entre la normale au dioptre et le rayon incident. i 1 = 90, 00 – 20, 00 = 70, 00° 3. L'angle de réfraction est définit entre la normale au dioptre et le rayon réfracté. 4. D'après la seconde loi de Descartes: (i 1) = n'(i 2) 5. Vidéo D'après le schéma ci dessus i 3 = i 2 = 38, 67° 6. Vidéo D'après la seconde loi n'(i 3) = (i 4) 7. Vidéo Le rayon est-il dévié? i 4 = 70° donc le rayon n'est pas dévié (voir schéma): les rayons incidents et émergents du prisme ont la même direction.
Introduction Puisqu'une lame à faces planes et parallèles est assimilable optiquement à un milieu transparent et homogène limité par deux dioptres plans qui en sont ses deux faces, la recherche de l' image [ 1] d'un objet [ 2] à travers une lame peut être faite en considérant le problème successivement au niveau de chacun des dioptres. Examinons dans ces conditions les deux cas suivants: l'objet est ponctuel et situé à distance finie de la lame. Considérons une lame d'indice n 2 et d'épaisseur: \(\mathrm e=\overline{\mathrm{HK}}\) dont les faces EE' et SS' baignent dans le même milieu d'indice n1 tel que n 2 > n 1. Soit par ailleurs un objet ponctuel A 1 que l'on supposera réel [ 3] et qui, situé à distance finie, satisfait aux conditions du stigmatisme [ 4] approché. Son image à travers le dioptre d'entrée EE' est par suite un point virtuel A 2 tel que: \(\overline{\mathrm A_2\mathrm H}=\overline{\mathrm A_1\mathrm H}~\frac{\mathrm n_2}{\mathrm n_1}~~~~(1)~\) (formule du dioptre plan) Plaçons-nous maintenant au niveau de la face de sortie SS' de la lame.
Dans ce cas l'image A' 1 de A 1 à travers la lame est située à l'infini. On sait en effet qu'à travers un dioptre plan, l'image d'un point à l'infini est elle même à l'infini. Dans ces conditions, à l'objet A 1 correspond, par réfraction sur le dioptre d'entrée EE' une image A 2 elle-même à l'infini. Cette dernière joue pour la face de sortie SS' de la lame le rôle d'un objet à l'infini dont l'image A' 1 se situe également à l'infini, dans la même direction que l'objet A 1 ce cas l'image A' 1 de A 1 à travers la lame est située à l'infini. Cette dernière joue pour la face de sortie SS' de la lame le rôle d'un objet à l'infini dont l'image A' 1 se situe également à l'infini, dans la même direction que l'objet A 1. Pour mémoire on peut rappeler qu'ici les points conjugués [ 7] A 1 et A' 1 constituent un couple de points rigoureusement stigmatiques. Conclusion En conclusion on notera que: L'image d'un point source à travers une lame à faces planes et parallèles est toujours de nature différente de celle de l'objet; si l'un est réel, l'autre est virtuelle, et vice-versa.