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05 October 2014
Cahier de texte | 12 October 2014 | 28 September 2014

Vendredi 10 octobre

11 10 2014

Eclairement et intensité lumineuse considéré synonymes
Détermination des conditions nécessaires aux interférences par analyse de l’expression des amplitudes vibratoires :
- synchronisme
- déphasage au départ (t=0,M=S) : problème si les séries de trains d’ondes sont indépendantes : déphasage aléatoire interdisant les interférences : les sources secondaires doivent sembler émettre la même série de trains. => la cohérence mutuelle ne se limite pas à l’égalité des pulsations
- la différence de marche doit être inférieure à la longueur d’un train d’onde (longueur de cohérence)
- temps de cohérence d’un LASER et d’une lampe spectrale : conséquences

Démonstration de la formule de FRESNEL des interférences à deux ondes :
- par les moyennes de grandeurs réelles
- par les formes complexes des amplitudes vibratoires
Définition de l’ordre d’interférence en un point du détecteur (cas particuliers : entier et demi-entier)
Cas de sources secondaires donnant séparément des éclairements différents
Facteur de visibilité ou contraste local V(M) : calcul d’un contraste dans un cas uniforme

Observations expérimentales qualitatives des figures d’interférences des trous (et des fentes) d’Young
Observation de franges d’interférences rectilignes dans une tache circulaire de diffraction
Interfrange inversement proportionnel à l’écartement
Non-localisation du phénomène d’interférences
Cas des fentes : étalement perpendiculaire aux fentes (diffraction et franges)

Démonstration de l’approximation de la différence de marche dans le dispositif des trous d’Young


Relevé immédiat d’un diagramme de Bode du filtre de Wien avec l’acquisition numérique de Régressi.
Estimation des H0, f0, f1 et f2 et donc Q avec les intervalles d’incertitude
- soit par estimation graphique de la bande passante
- soit par Regressi (qui utilise la méthode des moindres carrés)

Bouclage du circuit avec un amplificateur non inverseur à résistance R2 réglable
Détermination de la résistance limite R2lim d’oscillations quasi-sinusoïdales
Mesure de la fréquence exacte et observation de la FFT
Augmentation de la résistance R2 : observations (forme,fréquence...)
Observation de l’amorçage exponentiel divergent des oscillations avant la limitation non linéaire
(mesures de temps caractéristiques de ces régimes transitoires et relation à l’écart (R2-R2lim))
Tentative d’obtention directe du portrait de phase de l’oscillateur (sur l’oscillo ? dans Regressi ? avec un dérivateur supplémentaire ?)



Mercredi 8 octobre

08 10 2014
  • 13h-15h :

corrigé du vrai-faux avec commentaires
Explications de l’analogie Laser-Barkhausen
corrigé de l’exercice 4 du TD 3

Réorganisation des fréquences
Présentation en vlines de la TFD
Recherche du pic max hors continu
Utilisation de la fft de numpy
Algorithme récursif de Cooley Tukey


Travaux pour la semaine prochaine :
Révision de l’optique géométrique de PTSI (pour le DS du 15 octobre)

Lundi 6 octobre

06 10 2014

Le théorème de Malus est développé :

- définition d’un chemin optique
- interprétation sous la forme du principe de Fermat (parenthèse culturelle Hors Programme)
- interprétation du vecteur d’onde comme le gradient de phase local
(première interprétation de l’opérateur gradient à cette occasion)
-applications de Malus :
- « autour » d’une lentille
- superposition d’ondes planes (expression d’un déphase par les vecteurs d’onde)

Les notions « mathématiques » d’amplitude vibratoire et d’éclairement prennent un signification physique par la puissance (W) reçue par unité de surface de détecteur (m^2).
Les photodétecteurs, leur principe de fonctionnement, leur grandeur « image » de l’éclairement lumineux (intensité d’un courant, tension, résistance, écart de température...) et leurs temps de réponse à la mesure quadratique sont précisés.

Travail à faire pour mercredi :
- exercices 4,5,6 du TD3
- avancer le TP info python phys 1 : FFT
- reclassement des fréquences
- amélioration des représentations graphiques

  • 15h-17h : Cinquième séance de TIPE

Le matériel commandé est arrivé et les expériences envisagées sont précisées.
16- 17h30 premiers passages d’ADS en physique (et en SI parallèlement)

Vendredi 3 octobre

05 10 2014

Expérience d’interférences par synchronisation de sources vibratoires indépendantes (sur cuve à ondes avec stroboscope)
Observation de franges d’interférences « presque » fixes.
Réflexion quantitative sur cette lente dérive des lieux d’interférences constructives et destructives (écart de pulsation présenté un déphasage variant linéairement avec le temps) puis passage aux ordres de grandeur des fréquences du visible : conclusion sur l’impossibilité de cohérence mutuelle sans utiliser une seule source primaire générant des sources secondaires synchrones.

Réflexion sur le principe d’un formalisme scalaire pour la vibration électromagnétique (doublement vectorielle).

Rappel des conditions d’application des lois de l’optique géométrique
(propagation en ligne droite dans les milieux homogènes, principe du retour inverse, stigmatisme et aplanétisme des systèmes optiques dans les conditions de Gauss, lois de Snell Descartes)
Réflexion sur le modèle du rayon lumineux, du caractère vibratoire de l’onde lumineuse, des temps de parcours et du chemin réellement parcouru (cas des différents rayons traversant une lentille plus ou moins proche du centre). Emergence de la notion de chemin optique et de surfaces d’ondes : énoncé du théorème de Malus.



Deuxième partie : Filtre retardateur de phase

- Réflexion sur le positionnement de R et C pour réaliser ce déphaseur
- Obtention de la fonction de transfert de gain unité et expression du déphasage en sortie
- estimation de la fréquence de quadrature retard par le calcul et les valeurs précises des composants
- Proposition de 3 protocoles de mesures de phase différents dont la figure de Lissajous . Comparaison des intervalles de fréquence, de la rapidité de la mesure...
- Limites en fréquence : confirmation de la limite de l’ALI (facteur de mérite) (élimination du slew-rate)
- Confirmation de la similitude des FFT d’un créneau d’entrée et du signal de sortie
- Justification de la réponse à une signal triangulaire de haute fréquence et ayant une composante continue.

Début du TP4 (Oscillateur à pont de Wien) :

Quelques binômes de TP expérimentent le relevé immédiat d’un diagramme de Bode du filtre de Wien avec l’acquisition numérique de Régressi.