Formation ECAM Arts & Métiers
Données Générales
Programme Académique Formation ECAM Arts & Métiers :
Type de module Cours
Cours : 27h00
TD : 9h00
TP : 6h00
Projet : 0h00
Stage : 0h00
Travail personnel : 20h00
Durée totale : 42
Statut :
Obligatoire
Période :
SEMESTRE 4
Langue d'enseignement :
Français
Objectifs généraux
Les compétences suivantes sont développées dans ce module :
· maîtriser la notion de phase d'une vibration harmonique et de sa variation au cours d'une propagation ;
· associer les caractéristiques géométriques d'un phénomène d'interférences (position et forme des franges, interfrange) à celles des sources et du milieu de propagation ;
· connaître certains ordres de grandeur propres aux phénomènes lumineux dans le domaine du visible (longueur d'onde, durée d'un train d'onde, temps d'intégration d'un capteur) ; faire le lien avec les problèmes de cohérence ;
· maîtriser les outils de l'optique géométrique (rayon de lumière, principe du retour inverse, lois de conjugaison) et de l'optique ondulatoire (chemin optique, surface d'onde, théorème de Malus) afin de conduire un calcul de différence de marche entre deux rayons de lumière dans des situations simples ;
· relier, pour le dispositif des trous d'Young, le manque de cohérence des sources à la diminution de la visibilité.
Contenu
1. Modèle scalaire des ondes lumineuses.
a) Chemin optique. Déphasage dû à la propagation. Surfaces d'ondes. Théorème de Malus (admis).
b) Onde plane, onde sphérique ; effet d'une lentille mince dans l'approximation de Gauss.
c) Modèle d'émission. Relation (admise) entre la durée des trains d'ondes et la largeur spectrale.
d) Détecteurs. Intensité lumineuse. Facteur de contraste.

2. Superposition d'ondes lumineuses.
a) Superposition d'ondes incohérentes entre elles.
b) Superposition de deux ondes quasimonochromatiques cohérentes entre elles : formule de Fresnel I = I1 +I2 + 2SQRT(I1I2)cos$ .
c) Superposition de N ondes quasimonochromatiques cohérentes entre elles, de même amplitude et dont les phases sont en progression arithmétique. Réseau par transmission.

3. Exemple de dispositif interférentiel par division du front d'onde : trous d'Young.
a) Trous d'Young ponctuels dans un milieu non dispersif : source à distance finie et observation à grande distance finie. Ordre d'interférences p.
b) Variations de l'ordre d'interférences p avec la position du point d'observation. Franges d'interférences. Interfrange.
c) Comparaison entre deux dispositifs expérimentaux : trous d'Young et fentes d'Young.
d) Variations de l'ordre d'interférences p avec la position ou la longueur d'onde de la source ; perte de contraste par élargissement spatial ou spectral de la source.

4. Exemple de dispositif interférentiel par division d'amplitude : interféromètre de Michelson.
a) Interféromètre de Michelson éclairé par une source spatialement étendue. Localisation (constatée) des franges.
b) Lame d'air : franges d'égale inclinaison.
c) Étude expérimentale en coin d'air : franges d'égale épaisseur.
Prérequis
Cours de Physique-Chimie programme filière S
Module semestre 1 : LIIAem01ESigPhy-Signaux physiques
Module semestre 3 : LIIAem03EElectro-Electronique
Bibliographie
Physique PSI-PSI*-PT-PT* de Vincent Renvoizé
Physique tout-en-un PSI-PSI* de Marie-Noëlle Sanz
Les 1001 Questions en Prépa Physique de Christian Garing
Formulaire Maths Physique Chimie SII PTSI PT de Bertrand Hauchecorne
Évaluation(s)
Nature Coefficient Objectifs
1Devoir écrit2
2Devoir oral19 contrôles oraux (1 contrôle par quinzaine)