Ondes chap.1 : d'Alembert 1D

- Cours (Ondes_chap1_unidim_Alembert.pdf)

- TD (Ondes_chap1_unidim_Alembert_TD.pdf)
Exos 1 et 3

Optique Ondul chap.4 : Michelson

- Cours (Optique_chap4_Michelson.pdf)

- TD (Optique_chap4_Michelson_TD.pdf)
Exos 2 et 3

Programme de colle S18 : lundi 10 - vend 14 février

Ondes chap.1 : ondes de d'Alembert (Cours et exos)

- demander à un étudiant la démo de d'Alembert sur la corde vibrante
NB : je fais ici le choix de ne pas faire apparaître les équations de couplage, je n'introduis donc pas la "projection verticale de la tension du brin de droite sur la brin de gauche"
- demander à un.e étudiant.e démo ondes sonores dans solide (modèle continu tout de suite, pas de passage micro->macro et d'approximation continue "en cours de route")
- d'Alembert par coeur (1D seulement pour l'instant, pas laplacien), expression célérité par coeur
- savoir que phénomène décrit est forcément réversible
- savoir que célérité ondes varie comme raideur/inertie
- demander à un.e étudiant.e de retrouver ordre de grandeur du module d'Young à partir du modèle microscopique des chaînes d'atomes liés par des ressorts, l'ordre de grandeur des interactions atomiques étant connu
- Corde libre et fixées à ses deux extrémités : savoir retrouver les modes par une méthode graphique, mais aussi par calcul purement mathématique
- Corde de Melde : par le calcul, interprétation : existence d'un phénomène de résonance quand la fréquence d'excitation est une fréquence propre
- exos : attention, rien n'a encore été fait sur réflexion-transmission. Pourquoi pas en exo, mais partir du principe que les étudiants sont vierges sur ce sujet pour le moment

 

Optique ondul chap.4 : Michelson (Cours et exos)

- Point de vue perso, utilisé en cours : sur le schéma "réel" de l'interféromètre, les RL doivent être dessinés colinéaires aux axes des bras. Les angles entre RL et normales aux miroirs (pour calcul ddm) ne doivent être dessinés que sur les schémas équivalents
- deux types de schémas équivalents :
    -- celui avec une source "primaire" et les deux miroirs en lame d'air ou coin d'air
    -- celui avec deux sources secondaires cohérentes (en lame d'air uniquement)
- à demander à un étudiant : calcul p(M) dans plan focal lentille CV de projection (avec les deux schémas équivalents possibles)
- à demander à un étudiant (ddm par coeur ici) exploitation expression ddm : allure figure interférence, ordre décroît quand on s'écarte du centre de l'écran, rayon des anneaux, faire rentrer les anneaux pour tendre vers le contact optique, que voit-on en lumière blanche ? + réglages des faisceaux !
- à demander à un étudiant : calcul ddm en coin d'air (en l'assimilant à lame d'air d'épaisseur variable), les RL arrivant avec une incidence normale sur le coin, puis exploitation : allure figure interférence, expression interfrange, écarter les franges pour approcher le contact optique, que voit-on en lumière blanche + réglages des faisceaux !

Cycle 2 de TP tournants d'optique : TP17 à 22

TP17 Michelson en coin d'air, mesure épaisseur lamelle de verre

- Enoncé à lire en entier (TP17_Michelson_coin.pdf)
- Vidéo à regarder en intégralité :
https://www.youtube.com/watch?v=WxUIiStThU0

 

TP18 LASER faisceau gaussien

- Enoncé à lire en entier (TP18_laser.pdf)
- Vidéo présentant la barrette CCD et le logiciel CALIENS :
https://www.youtube.com/watch?v=xEDBTcLxAUI
- Vidéo présentant le réglage du montage :
https://www.youtube.com/watch?v=Nxf7T7rOx0I

 

TP19 Polarisation par réflexion vitreuse + pouvoir rotatoire glucose

- Enoncé à lire en entier (TP19_Brewster_pouvoir_rotatoire.pdf + TP19_Brewster_pouvoir_rotatoire_complement.pdf)
- Vidéo présentant le principe de la mesure :
https://www.youtube.com/watch?v=-W03r6mnBgo

 

TP20 Michelson en lame d'air, spectrométrie de Fourier

- Enoncé à lire en entier (TP20_Michelson_anneaux.pdf)
- Vidéo à regarder en intégralité :
https://www.youtube.com/watch?v=WxUIiStThU0

 

TP21 Propagation d'onde dans un câble coaxial

- Enoncé à lire en entier (TP21_ondes_cablecoax.pdf)
- Deux vidéos pour mieux aborder les observations qui seront faites en TP :
https://www.youtube.com/watch?v=_u92IPzmZ6w
(jusqu'à 2:00 seulement) : https://www.youtube.com/watch?v=YlG3PAC-7Zc

 

TP22 Photorécepteurs

- Enoncé à lire en entier (TP22_photodetecteurs.pdf)

TPcours 16 d'optique : Polarisation de la lumière

- Enoncé (TP16_cours_polarisation.pdf
A lire avant la séance bien-sûr

- Vidéo de manip à visionner avant la séance :
https://www.youtube.com/watch?v=sqr8kiJN520

- On trouvera sur le site ci-dessous qq images et animations éclairantes :
https://culturesciencesphysique.ens-lyon.fr/ressource/sim...

- Voici le site dont sont issues les animations du poly de TP :
https://emanim.szialab.org/index.html

Programme de colle S17 : lundi 03 - vend 07 février

Ondes chap.1 : ondes de d'Alembert (Cours)

- demander à un étudiant la démo de d'Alembert sur la corde vibrante
- NB : je fais ici le choix de ne pas faire apparaître les équations de couplage, je n'introduis donc pas la "projection verticale de la tension du brin de droite sur la brin de gauche"
- tout le reste du chapitre est hors programme de colle

 

Optique ondul chap.4 : Michelson (Cours et exos)

- Point de vue perso, utilisé en cours : sur le schéma "réel" de l'interféromètre, les RL doivent être dessinés colinéaires aux axes des bras. Les angles entre RL et normales aux miroirs (pour calcul ddm) ne doivent être dessinés que sur les schémas équivalents
- deux types de schémas équivalents :
    -- celui avec une source "primaire" et les deux miroirs en lame d'air ou coin d'air
    -- celui avec deux sources secondaires cohérentes (en lame d'air uniquement)
- à demander à un étudiant : calcul p(M) dans plan focal lentille CV de projection (avec les deux schémas équivalents possibles)
- à demander à un étudiant (ddm par coeur ici) exploitation expression ddm : allure figure interférence, ordre décroît quand on s'écarte du centre de l'écran, rayon des anneaux, faire rentrer les anneaux pour tendre vers le contact optique, que voit-on en lumière blanche ? + réglages des faisceaux !
- à demander à un étudiant : calcul ddm en coin d'air (en l'assimilant à lame d'air d'épaisseur variable), les RL arrivant avec une incidence normale sur le coin, puis exploitation : allure figure interférence, expression interfrange, écarter les franges pour approcher le contact optique, que voit-on en lumière blanche + réglages des faisceaux !

Programme de colle S16 : lundi 27 - vend 31 janvier

Optique ondul chap.3 : Trous Young, élargissement spatial et spectral de la source (Cours et exos)

- demander à un.e membre du trinôme : démo expression ordre p(M) trous Young dans conditions std, puis allure éclairement sur écran (numérotation des franges)
- demander à un.e membre du trinôme : démo expression ordre p(M) trous Young dans conditions Fraunhofer
- Effet de l'introduction d'une lame de verre
- la généralisation au cas des fentes est issue de l'observation expérimentale
- Comparaison avec l'expérience : enveloppe de diffraction (différence trous / fentes)
- effet déplacement spatial de la source
- Cas du doublet spatial a été traité
- Cas du doublet spectral a été traité
- Source spatialement large et spectre large traité : calcul intégral complet a été fait
- critère brouillage doit pouvoir aussi être énoncé par coeur avec Δp (signification de "Δ" doit être claire)
- Cas lumière blanche : notions de blanc d'ordre supérieur et de spectre cannelé, dénombrement (en un point de l'écran) des cannelures et valeurs des longueur d'ondes éteintes
- réseau plan : retrouver expression ddm, montage expérimental (conditions Fraunhofer), minimum de déviation

 

Optique ondul chap.2 : Superposition d'ondes (Cours)

Tout le cours concerne les interférences à deux ondes, sauf le dernier point

- demander à un(e) étudiant(e) de refaire la démo mettant en évidence les différentes conditions nécessaires à la réalisation d'interférences (avec énoncé)
- ils doivent aussi pouvoir les énoncer par coeur
- attention aux pb de vocabulaire : DeltaPhi = "différence de retard de phase" (au point M ? en S à l'émission ?)
- ddm, ordre d'interférences
- demander à un(e) étudiant(e) d'établir la formule de Fresnel avec les complexes (en supposant donc les deux sources cohérentes), après que la cohérence des deux sources (secondaires nécessairement) a été affirmée
- critère milieu frange brillante, milieu frange sombre
- demander à un(e) étudiant(e) le cas d'interférences à N ondes avec ddm en progression arithmétique (réseau plan) : calcul math de l'éclairement (avec énoncé détaillé). NB : méthode avec diagramme de Fresnel n'est plus au programme

 

Optique ondul chap.1 : Modèle scalaire (Cours)

Programme de colle S15 : lundi 20 - vend 24 janvier

Révisions d'optique géométrique

- utile de poser des questions de cours, sur fondamentaux, pas détails
(cf. questionnaire de révision sur ce blog, ça donne une idée de ce que j'appelle les fondamentaux)
- éviter les exos basés sur les lois de Descartes, plutôt tracés de RL et études d'instruments d'optique

 

Optique ondul chap.3 : Trous Young, élargissement spatial et spectral de la source (Cours et exos)

- TD sera fait mardi, mais on peut déjà poser des exos (bien guider)
- demander à un.e membre du trinôme : démo expression ordre p(M) trous Young dans conditions std, puis allure éclairement sur écran (numérotation des franges)
- Effet de l'introduction d'une lame de verre
- la généralisation au cas des fentes est issue de l'observation expérimentale
- Comparaison avec l'expérience : enveloppe de diffraction (différence trous / fentes)
- effet déplacement spatial de la source
- Cas du doublet spatial a été traité
- Cas du doublet spectral PAS ENCORE traité
- critère brouillage (cas doublets) doit pouvoir aussi être énoncé par coeur avec Δp

- Source spatialement large et spectre large PAS ENCORE traité
- cas lumière blanche : PAS ENCORE traité
- Young en conditions de Fraunhofer PAS ENCORE traité, ne pas poser de cas avec lentilles.
- réseau plan : PAS ENCORE traité

 

Optique ondul chap.2 : Superposition d'ondes (Cours)

Tout le cours concerne les interférences à deux ondes, sauf le dernier point

- demander à un(e) étudiant(e) de refaire la démo mettant en évidence les différentes conditions nécessaires à la réalisation d'interférences (avec énoncé)
- ils doivent aussi pouvoir les énoncer par coeur
- attention aux pb de vocabulaire : DeltaPhi = "différence de retard de phase" (au point M ? en S à l'émission ?)
- ddm, ordre d'interférences
- demander à un(e) étudiant(e) d'établir la formule de Fresnel avec les complexes (en supposant donc les deux sources cohérentes), après que la cohérence des deux sources (secondaires nécessairement) a été affirmée
- critère milieu frange brillante, milieu frange sombre
- demander à un(e) étudiant(e) le cas d'interférences à N ondes avec ddm en progression arithmétique (réseau plan) : calcul math de l'éclairement (avec énoncé détaillé). NB : méthode avec diagramme de Fresnel n'est plus au programme

 

Optique ondul chap.1 : Modèle scalaire (Cours)

- écriture math d'une onde monochromatique (ne pas porter son attention sur l'amplitude, uniquement sur la phase), vocabulaire "retard de phase"
- interroger au moins un(e) étudiant(e) sur la notion de train d'onde : sinus limité dans le temps, retard de phase à l'émission est aléatoirement distribué, pas de corrélation avec le train suivant. Lien en odg avec largeur pic en fréquence
- train d'onde = modèle pour source quasi-monochromatique (raie), mais peut-être utilisé pour des raisonnements qualitatifs (ou d'odg) dans le cas de spectres larges
- Déf éclairement, pourquoi un carré ? pourquoi une moyenne ? (se contenter d'une comparaison entre temps caractéristique, notion filtrage passe-bas)
- cohérence spatiale n'est pas au programme, il s'agit juste de savoir que deux points d'une source émettent des trains d'onde dont les retards de phase n'ont aucun lien entre eux
- Définition chemin optique à partir de la durée propagation (c'est son intérêt fondamental, l'expression fonction de indice et distance a été dém ensuite)
- expression chemin optique en fonction distance parcourue dans milieu homogène (le cas général, indice non-uniforme a été vu, mais pas essentiel)
- expression donnant l'évolution du retard de phase au cours de la propagation en fonction du chemin optique (par coeur, éventuellement démo, mais pas essentiel)
- Th. Malus (admis) à énoncer en précisant bien qu'il ne faut pas de diffraction "en route"
- traduction du stigmatisme en optique ondulatoire

TP14 : Goniomètre à prisme

- TP14 (TP14_optique_goniometre.pdf)

- Vidéo pour régler le goniomètre en autonomie :
https://www.youtube.com/watch?v=sN71iJH-uPU&list=PLz2...

OptiqueOndul chap.1 à 3

- Chap.1 Modèle scalaire (Optique_chap1_nature_ondul.pdf)

- Chap.2 Conditions d'interférences (Optique_chap2_interfces_2ondes.pdf)

- Chap.3 Fentes d'Young (Optique_chap3_Young.pdf)
Vidéo associée

- TD associé au chap.3 (Optique_chap3_Young_TD.pdf)
Exo 1 à préparer pour mardi 21/01