Énoncé(s) donné(s)
I) Réglages
1) Cacher le bras mobile de l'interféromètre (à l'aide d'un carton noir fourni). Fixer la lunette auto-collimatrice en sortie de l'interféromètre (le support est fourni). Régler la lunette de sorte que l'image du réticule sur le miroir fixe soit nette et superposée au réticule.
2) Cacher à présent le bras fixe de l'interféromètre. Régler la séparatrice de façon à ce que le réticule et son image dans le miroir mobile soient nets.
3) Enlever le cache. Superposer le réticule et ses images à l'aide des vis de réglage fin du miroir. Enlever la lunette.
4) Mettre la lampe à vapeur de mercure en entrée du Michelson (en éclairant bien tout le papier diffusant). Observer la sortie du Michelson : vous devriez voir des anneaux. Modifiez l'épaisseur de la lame d'air de façon à en observer deux ou trois. En bougeant la tête, les anneaux "rentrent" ou "sortent". A quoi est-ce du? Minimiser ce phénomène à l'aide des vis de réglage fin du miroir.
Appeler l'examinateur.
II) Première recherche du contact optique
1) Faites tourner une vis de réglage fin du miroir de manière à voir apparaître 4 ou 5 franges rectilignes.
2) Observez que, en déplaçant le miroir mobile, ces franges "glissent" sur les miroirs et se courbent. Elles sont alors fixes au niveau du contact optique.
3) En déduire une méthode pour déterminer la position du contact optique.
III Brouillages
1) Faites réapparaître des anneaux.
2) Placer un filtre sur la lampe, pour sélectionner le doublet du mercure (toutes les longueurs d'onde du mercure étaient données, ainsi que les longueurs d'onde sélectionnées par chaque filtre).
3) Observez que, en modifiant l'épaisseur de la lame d'air, on voit l'apparition de brouillages (ici, la formule donnant l'épaisseur de la lame d'air lors d'un brouillage en fonction de la différence de longueur d'onde du doublet et l'ordre du brouillage était donnée). Calculer la distance entre deux brouillages théorique, ainsi que la différence de longueur d'onde théorique (encore une fois, toutes les valeurs étaient données).
4) Se placer environ à $4\Delta e$ du contact optique déterminé précédemment ($\Delta e$ étant la distance entre deux brouillages).
5) En diminuant l'épaisseur de la lame d'air, relever les positions des brouillages successifs, de façon à en avoir trois ou quatre de chaque côté du contact optique.
6) En déduire la distance entre deux brouillages, ainsi que la différence de longueur d'onde du doublet du mercure. En déduire la position du contact optique.
IV) Interférences en lumière blanche
1) Toujours avec la lampe à vapeur de mercure, modifier le réglage du parallélisme des miroirs de façon à faire apparaître 4 ou 5 franges rectilignes.
2) Se placer au contact optique mesuré précédemment.
3) Enlever la lampe à vapeur de mercure, et la remplacer par une lumière blanche. En modifiant très délicatement la distance entre les miroirs, faites apparaître des franges colorées.
4) La figure est-elle symétrique par rapport à la frange centrale ? De quelle couleur est la frange centrale ? Pourquoi ? Pourquoi n'observe-t-on pas plus de franges ?
5) En déduire la position du contact optique.
Appeler l'examinateur.
V) Utilisation de lames biréfringentes
(Toujours en lumière blanche).
1) Placer un polariseur en entrée du Michelson, un analyseur en sortie.
2) Vérifier qu'ils sont bien croisés. Retirez l'analyseur.
3) Placer une lame biréfringente devant chaque miroir.
4) Cacher le bras mobile de l'interféromètre. Observer la lumière en sortie. Remarquer que, en tournant la lame, la lumière change. Relever les angles pour lesquels la lumière en sortie de l'inteféromètre est nulle. En déduire les axes de la première lame.
5) Faire de même pour la deuxième lame.
6) Régler les lames en auto-collimation.
Et je ne me souviens plus de la suite, mais le but était de calculer les indices $n_x$ et $n_y$ de chaque lame.
Indication(s) fournie(s) par l'examinateur pendant l'épreuve"Pour la partie IV, les franges colorées, vous n'allez pas les voir tout de suite ; vous allez d'abord voir passer très vite un semblant de couleur, et là, vous reviendrez très lentement en arrière pour les faire apparaître" (conseil donné en début de TP ; d'après lui il devait me donner ce conseil sans conséquence sur ma note, car le réglage fin de la distance entre les miroirs était cassé...).
Commentaires divers
Il est précisé de ne SURTOUT PAS toucher à la compensatrice (sinon, le TP est fini ! D'après l'examinateur, il lui faudrait 2h pour tout régler. Le TP durant 3h...).
Tous les instruments optiques sont déréglés de la même manière pour chaque candidat. Pour ce TP, les observations se faisaient à l’œil. Pas besoin de lentilles. Ne pas forcer sur les instruments (mon Michelson était cassé à cause d'un autre candidat, je ne pouvais pas toucher au réglage fin de l'épaisseur de la lame d'air, qui aurait pourtant été bien pratique).
Ecrire chaque tableau de données sur le compte-rendu, en plus de la courbe issue de ce tableau.
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