Fentes de Young
Article mis en ligne le 21 mars 2006

par Yves Delhaye
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L’expérience des fentes de Young permet de démontrer la nature ondulatoire de la lumière.

Vous trouverez ici une courte présentation sur la réalisation de cette expérience avec les "moyens du bord".

Public visé : Professeurs de physique, étudiants curieux, ...

Un collègue m’a fait part de son projet de montrer cette expérience lors de la journée portes ouvertes de notre école.

La difficulté étant la réalisation de fentes puisque il faut obtenir des fentes larges de 0.2 mm, parallèles et distantes de +/- 0.5 mm. Il possible d’acheter du matériel pédagogique tout fait avec 2 gros défauts : le prix et les délais de livraison (trop tard pour la journée portes ouvertes) !

J’ai cherché un peu d’info sur le net, trouvé quelques liens , fais quelques essais. Voilà le résultat !


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ATTENTION :

Un LASER est TOUJOURS un instrument DANGEREUX !

Ne JAMAIS le pointer vers les yeux ! (les vôtres ou ceux d’un autre !)


Le matériel :
- Deux lames de cutter (2 lames de rasoir font aussi l’affaire, mais attention aux coupures !)
- Un miroir de poche de quelques centimètres de diamètre
- Un laser de poche (type pointeur pour présentations)
- Une règle (pour couper droit)
- Un mètre ruban (pas de physique sans mesure ! ;-) )
- Du carton (pour poser le tout)
- Des pinces à linges (si, si, vous allez voir !)


La réalisation :

- Poser le miroir, face réfléchissante vers la table.
- Prendre les deux lames de cutter, aligner les 2 pointes.
- Faire 2 fentes minces sur la peinture du miroir en maintenant les 2 lames de cutter sérrées l’une contre l’autre et en suivant la règle pour avoir 2 lignes bien droites et bien parallèles.(la distance entre les lames est la distance entre les fentes !)
- - Si les fentes sont réalisées vec 2 lames de rasoir, la distance entre les fentes sera plus petite et donc la distances entre les franges d’interférences sera plus grande. (voir la formule plus loin.)
- Fixer le miroir dans un support en carton. 1 petite fenêtre venant se positionner devant les fentes. (Ceci pour pouvoir tenir le miroir sans risque de se couper !) Vous pouvez aussi utiliser un cache de diapositive.
- Maintenir le carton avec une pince à linge.
- Avec une deuxième pince à linge, coincer le bouton poussoir du pointeur laser. Ceci stabilise aussi le laser et évite qu’il ne roule.
- Dans une pièce obscure avec un mur blanc (pour faire écran de projection)
- Eclairer les fentes (côté peinture, PAS côté miroir) avec le laser

- Observer le résultat.


Un calcul :
- Mesurer la distance entre les fentes et le mur.
- Mesurer la distance entre les raies.
- Mesurer la distance entre les fentes

- Déduire la longueur d’onde du laser ou si celle-ci est fournie par le fabriquant, vérifier la relation :

lambda = i . a /D

où :
- lambda = la longueur d’onde de la lumière (m)
- i = l’interfrange (la distance entre 2 lignes lumineuses) (m)
- a = la distance entre les 2 fentes (m)
- D = la distance entre les fentes et l’écran où on aperçoit les franges (le mur dans noter cas) (m)


A améliorer :

- Faire les 2 fentes avec 2 lames de rasoir. La distance entre les fentes devrait ainsi être plus petite et, en conséquence, la distances entre les franges d’interférences devrait être plus grande.
- Faire une petite alimentation sur secteur pour le pointeur laser. (avec un transfo de GSM)
- Des photos moins floues !


Quelques liens :

Explications :

- Wikipedia

Simulations :
- http://www.fundp.ac.be/sciences/physique/didactique/optique/interf1.html

Réalisations :
- Furtak
- Practical Physics

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