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Fauriel
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Saint-Étienne |
Le dispositif expérimental est composé d'une
source de lumière blanche, c'est-à-dire
polychromatique. Elle émet des ondes formant un spectre
continu de longueurs d'onde réparties dans l'ensemble du
visible (400 nm, 750 nm). Celle-ci éclaire une lentille
convergente, en fait un condenseur, chargé de concentrer
la lumière sur le film de savon que l'on crée
grâce à l'anneau en cuivre que l'on voit au premier
plan. Enfin, une autre lentille convergente réalise
l'image du film d'eau savonneuse sur l'écran visible au fond
de l'image. Ainsi, on peut prendre les photographies de cette
expérience.
On peut aussi noter la présence entre le condenseur et
l'anneau d'un verre à faces parallèles qui a
pour rôle d'absorber une grande partie des infrarouges
émis par la source lumineuse. Ce sont les infrarouges qui
sont principalement responsables de l'élévation de la
température du film d'eau savonneuse éclairé.
Afin de ne pas évaporer trop vite l'eau et donc de pouvoir
observer assez longtemps l'expérience, ce verre
anticalorique est très utile.
Image 1 |
Image 2 |
Image 3 |
Image 4 |
Les images 1, 2 et 3 correspondent à un ordre
chronologique. Sous l'effet de la pesanteur, le film d'eau
savonneuse a tendance à descendre. On voit
très nettement la limite de son existence marquée par
le début de la zone où on observe les
interférences.
L'image 4 tend à mettre en évidence les mouvements
de fluide qui se produisent dans le film de savon, on observe
en particulier des gouttes quiremontent !
Notons que dans la plupart des situations observées, les
franges d'interférences sont rectilignes.
L'interprétation de ces observations est relativement
complexe car de nombreux phénomènes physiques sont
mis en jeu comme l'optique bien sûr, la
mécanique (pesanteur), la thermodynamique
(tension superficielle de l'eau savonneuse, mouvements de
convection).
La figure d'interférences observée résulte de
la superposition de tous les systèmes de franges
correspondant à toutes les longueurs d'ondes
présentes dans le spectre de la source utilisée.
C'est ainsi qu'on observe un système coloré si
particulier.
[ Télécharger l'interprétation complète du phénomène observé, avec les calculs associés ]
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