Etude du terme de diffraction

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Diffraction de Fraunhofer ou diffraction à l’ infinie

La source et de l’écran d’observation se trouvent à des distances infinies de l’ouverture diffractante. C’est pour cette raison que la diffraction de Fraunhofer est aussi appelée diffraction à l’infinie. Dans la pratique pour observer ce type de diffraction on utilise une lentille convergente Lo pour rendre les rayons incidents parallèle est une autre lentille convergente L pour observer la lumière diffractée sur un écran d’observation placé derrière l’ouverture diffractante.
Des surfaces d’ondes planes∑ arrivent donc sur E1 et d’après le principe de Huygens-Fresnel, tous les éléments de∑ se comportent comme des sources secondaires en phase. Les rayons diffractés dans la direction peuvent se rencontrer en un point P de l’écran d’observation E2. Pour cela on interpose entre l’ouverture T et E2 une lentille convergente L et on place E2 dans le plan focal image de L.
Si l’ouverture comporte 2,3, 4, ……, N fentes identiques ,on observe une figure de diffraction couplée à une figure d’interférence. Dans le cas où N est très grand on parle de « réseau de diffraction ». Dans ce qui va suivre, on ne s’intéresse qu’à la diffraction de Fraunhofer par N fentes, plus précisément N supérieur à deux.

PROPOSITION DE MODULES D’APPRENTISSAGE

Dans cette partie, nous nous proposons de développer des modules simples, faciles et précis. Leurs contenus sont résumés dans l’organigramme de la figure 23 Nous avons élaboré ce logiciel en langage de programmation « VISUAL BASIC ». On a choisi particulièrement visual basic parce que c’est un langage de programmation de haut niveau, même si la Nouvelle Technologie de l’Information et de la Communication ne cesse d’évoluer. Visual Basic nous permet aussi de concevoir diverses applications allant de la plus simple au plus complexe, pour faciliter le dialogue entre machine et utilisateur. Il ne demande pas des connaissances élevées en informatique et on peut même se contenter d’utiliser tout simplement les divers éléments graphiques tels que : bouton de commande, image, zone de texte,…prédéfinis dans Visual Basic. [11]
Il a été déjà mentionné que ce didacticiel est conçu de manière simple. Des informations sur sa manipulation sont données dans l’annexe A et l’annexe B.
Au démarrage du logiciel, une fenêtre d’accueil s’ouvre et pour que l’apprenant puisse choisir le thème qu’il veut étudier, il doit cliquer sur le bouton « sommaire » en bas de la fenêtre. A part des objectifs généraux énoncés dans logiciel et les objectifs qu’on veut atteindre à la fin de l’étude, l’organigramme nous montre deux parties interdépendantes entre eux. [1,2, 3].

Description des activités à mener

Dans la présentation détaillée du fonctionnement du didacticiel, il est utile d’expliciter les différentes étapes par lesquelles passer si l’on souhaite atteindre les objectifs visés.
L’organigramme de la figure24 représente le parcours méthodologique à suivre selon une logique permettant d’appréhender, pas à pas, la nature de l’objet scientifique étudié.
Dans un tel itinéraire, la progression est graduée selon cinq étapes complémentaires :
– dans un premier temps, il est indispensable de préciser quelques rappels concernant les caractéristiques analogues entre la diffraction de Fraunhofer par deux fentes et la diffraction par N fentes. En effet c’est sur la base de ces rappels que toutes les acquisitions suivantes seront construites.
– Suite à ces rappels, l’utilisateur du didacticiel est confronté à la phase de visualisation des phénomènes spécifiques qui constituent l’objet d’apprentissage. On présente notamment au cours de cette phase le dispositif expérimental qui permet d’observer l’interférence des différents rayons lumineux en un point de l’écran d’observation.
– Fort de ces repères scientifiques et techniques, l’apprenant peut entrer de plain-pied dans un analyse/ observation fine, du phénomène étudié.
Il s’agit alors des deux dernières phases consacrées d’abord à l’expression de l’intensité lumineuse en un point de l’écran, puis, à partir de cette expression à l’analyse qualitative des modifications de la figure de diffraction, de la figure d’interférence et de la figure globale en faisant varier les paramètres pertinents à savoir :
– le nombre des fentes N.
– la largeur b des fentes.
– la distance a qui sépare deux fentes consécutives.
– la longueur d’onde L.
Les parties qui suivent décrivent la gestion des fenêtres relatives aux activités proposées. Ces fenêtres constituent l’interface graphique du dispositif d’apprentissage.

Modules 3 : Etude du terme global

A l’issue de ce module l’apprenant doit être capable de (d’) Analyser qualitativement les modifications de la figure globale obtenue sur l’écran d’observation en étudiant les effets de la longueur d’onde L, de la largeur b des fentes, de la distance a qui sépare deux fentes consécutives et du nombre des fentes N Identifier les paramètres qui influent sur le terme global Déterminer le nombre des maximums principaux d’interférence à l’intérieur de la courbe de diffraction Activité à mener La figure 29 décrit les étapes à mener pour parvenir à ces objectifs.

Table des matières

INTRODUCTION
I- PARTIE THEORIQUE
I- 1- Propagation de la lumière
I- 2- Diffraction de la lumière
– diffraction de Fresnel
-diffraction de Fraunhofer
I- 3- Diffraction de FRAUNHOFER par N fentes
I-3-1- Rappel de diffraction par une fente
1-3-2- Cas où N supérieur à deux
I-3-3- Expression de l’intensité de la lumière en P
II- PROPOSITON DE MODULE D’APPRENTISSAGE
II-1-Introduction en module d’apprentissage
II-1-1- Description des activités à mener
II-1-2- Agencement de fenêtres correspondantes
II-2- Module d’apprentissage
II-2-1- Module 1 : Etude du terme de diffraction
– Présentation du module
– Mise en oeuvre du module
II-2-2- Module 2 : Etude du terme d’interférence
– Présentation du module
– Mise en oeuvre du module
II-2-3- Module 3 : Etude du terme global
– Présentation du module
– Mise en oeuvre du module
CONCLUSION :

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