Comment jouer à Fente laser
- Choisis un test et lis sur la carte la longueur d'onde, la largeur de la fente et la distance de l'écran.
- Utilise y = n·λ·L ÷ a pour la n-ième frange sombre, avec toutes les longueurs dans la même unité.
- Tape ta prédiction et appuie sur Démarrer. La lumière atteint l'écran, puis le luxmètre s'éloigne du centre.
- Compare les marques orange avec les franges sombres sur l'écran et sur le graphique.
Diffraction de la lumière
La lumière est aussi une onde, mais sa longueur d'onde est minuscule : d'environ 400 nm pour le violet à 700 nm pour le rouge, moins d'un millième de millimètre. La lumière ne s'étale donc nettement qu'en passant par une ouverture presque aussi étroite, comme une fente d'un dixième de millimètre. Sur un écran lointain, une fente donne une large tache brillante au centre, avec des franges sombres là où la lumière venant des différentes parties de la fente s'annule, et des franges brillantes plus faibles entre elles. La n-ième frange sombre est à y = n·λ·L ÷ a du centre : une fente plus étroite ou une longueur d'onde plus grande élargissent la figure. Ce même étalement limite la netteté d'un télescope ou d'un microscope, et il permet de mesurer la longueur d'onde de la lumière avec seulement une fente et une règle. Tu peux le voir toi-même en regardant une lampe brillante à travers l'espace étroit entre deux doigts.
Un modèle d'apprentissage ciblé
L'écran est loin de la fente comparé à la largeur de la fente, et les angles sont petits, donc y = n·λ·L ÷ a. La luminosité vaut (sin β ÷ β)² avec β = π·a·y ÷ (λ·L) ; l'écran en montre la racine carrée, plus proche de ce que voit l'œil, pour que les franges faibles restent visibles. Le dessin n'est pas à l'échelle : le faisceau mesure des mètres, la figure quelques millimètres. Les réponses à 2 % près sont justes.