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3 – Interféromètre de Michelson
1 Pour un interféromètre de Michelson en
coin d’air avec une source étendue :
a. l’éclairage doit être parallèle et les franges
sont localisées à l’infini.
b. l’éclairage est convergent sur les miroirs
et les franges sont localisées sur le coin d’air.
c. l’éclairage est en incidence normale sur
les miroirs et les franges sont localisées sur le
coin d’air.
2 Pour un interféromètre de Michelson en
lame d’air à faces parallèles avec une source
étendue :
a. l’éclairage doit être parallèle et les franges
sont localisées à l’infini.
b. l’éclairage est convergent sur les miroirs
et les franges sont localisées à l’infini.
c. l’éclairage est en incidence normale et les
franges sont localisées sur la lame d’air.
3 Pour un interféromètre de Michelson en coin
d’air éclairé en lumière monochromatique
étendue, l’interfrange sur l’écran est :
1 Pour un interféromètre de Michelson en lame
d’air à faces parallèles, on désire observer les
anneaux sur un écran. On dispose de deux
lentilles convergentes de focale 20 cm et
100 cm. Où faut-il placer l’écran par rapport
à la lentille convergente ? Laquelle choisir
pour une observation la meilleure possible ?
2 Connaissant le pouvoir séparateur linéique
de l’œil (0,1 mm), calculer l’angle maximal
(en minutes d’arc) que doit faire le coin d’air
pour pouvoir observer les franges d’égale
épaisseur sur un écran conjugué du coin d’air
par une lentille convergente. Les miroirs du
Optique ondulatoire PC, MP, PSI, PT - © Nathan, Classe prépa
Avant la colle
Tester ses connaissances ➤ Corrigés p. 95
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a. proportionnelle à l’angle du coin d’air.
b. proportionnelle à la longueur d’onde.
c. proportionnelle à l’épaisseur du coin d’air.
4 Pour un interféromètre de Michelson en lame
d’air à faces parallèles, on désire observer les
franges d’interférences sur un écran.
a. Les franges sont circulaires et non équidistantes.
b. Les franges sont elliptiques et se resserrent.
c. Les franges sont circulaires et équidistantes.
5 Pour un interféromètre de Michelson en
lame d’air à faces parallèles en lumière
monochromatique λ = 600 nm, donner
l’ordre de grandeur de l’épaisseur de la lame
d’air sachant qu’on observe 10 anneaux
brillants sur l’écran.
a. Quelques µm.
b. Quelques cm.
c. Quelques mm.
Savoir appliquer le cours ➤ Corrigés p. 95
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Michelson ont un diamètre de 2 cm et sur
l’écran, on observe les franges dans une
tache lumineuse circulaire de 14 cm de diamètre.
On prendra pour longueur d’onde
moyenne : λ = 600 nm.
3 Au cours du réglage du Michelson en lame
d’air à faces parallèles, on passe par une
étape où on agrandit les franges du coin d’air
jusqu’à n’en obtenir plus qu’une seule.
Donner un ordre de grandeur de l’angle α du
coin d’air (en secondes d’arc). On prendra
pour longueur d’onde moyenne : λ = 600 nm
et des miroirs de diamètre 4 cm.
© Nathan, classe prépa

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4 Quelques manipulations
avec l’interféromètre de Michelson
On utilise l’interféromètre de Michelson réglé
au préalable en lame d’air à faces parallèles. Il
est éclairé en lumière monochromatique. Initialement,
il est dit au contact optique. La
source lumineuse est suffisamment large et
proche de l’appareil pour qu’un condenseur
adéquat permette d’éclairer les miroirs avec
un faisceau de rayons dont les incidences
varient de l’incidence normale jusqu’à une
incidence oblique assez importante.
On translate le miroir mobile de l’interféromètre
grâce à la vis de chariotage. On
observe alors des anneaux sur un écran
placé dans le plan focal image d’une lentille
convergente de focale f′ = 50 cm. L’axe
de cette lentille est parallèle aux rayons
émergents qui se sont réfléchis sur les
miroirs sous incidence normale. On ne
demande que des réponses simples et courtes
sans aucune démonstration théorique
mais justifiées par un dessin ou un argument.
1. Faire un dessin du dispositif.
2. Pourquoi effectue-t-on l’observation dans
le plan focal image d’une lentille convergente
?
3. Situer le centre des anneaux.
4. Comment le système d’anneaux évolue-t-il
si :
a. La lentille pivote un peu autour d’un de
ses diamètres ?
b. La lentille est décalée un peu dans une
direction perpendiculaire à son axe ?
5. Pourquoi est-il important de disposer d’un
faisceau de rayons d’inclinaisons très variées ?
6. Comment évoluent les rayons des anneaux
quand on s’éloigne du contact optique ?
3 – Interféromètre de Michelson
© Nathan, classe prépa
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