Interféromètre De Twyman-Green; Montage De L'expérience; Réalisation De L'expérience Et Interprétation Des Observations; Interféromètre De Fabry-Perot - 3B SCIENTIFIC PHYSICS U10350 Manuel D'utilisation

• Pour déterminer l'indice de réfraction à pression
normale, il faut donc déterminer d'abord l'augmen-
tation ∆n / ∆p. Pour première approximation, on a
l'équation suivante :
∆ λ ∆
n m
=
∆ ∆
p 2 l p
z
• Ce faisant, m est le nombre d'anneaux apparais-
sant / disparaissant, λ a longueur d'onde lumineuse
et l la longueur intérieure de la cellule à vide (dans
Z
ce cas 41 mm). Par exemple, si pour une chute de
pression de ∆p = 90 kPas , on détermine ∆m = 25,
on obtient ∆n / ∆p= 2,14×10
• Ainsi l'indice de réfraction de l'air à pression am-
biante (100 kPas) est donc n = 1,00021. Dans la
2)
littérature , on trouve n = 1,00029.
6. Interféromètre de Twyman-Green
• Cette expérience permet de déterminer la qualité
superficielle de composants optiques. Normale-
ment, on entend par interféromètre de Twyman-
Green un appareil dont le rayon lumineux (laser)
est élargi et parallèle. Pour une compréhension
qualitative du principe de fonctionnement, on peut,
comme avec les expériences réalisées jusqu'à main-
tenant, aussi utiliser une lumière élargie, mais non
parallèle.
6.1 Montage de l'expérience
• Pour illustrer une surface optique de mauvaise qua-
lité, on utilise un ruban adhésif transparent collé
sur une plaque en verre et qui semble parfaitement
homogène lorsqu'on regarde à travers elle.
• Le montage est d'abord similaire à celui de l'expé-
rience standard (cf. 5.1.1). Puis, la plaque en verre
avec le support pivotant est placée dans le rayon
partiel avant (fig. 3) et le réglage du miroir ajustable
est légèrement affiné pour que les anneaux d'inter-
férence restent bien au centre de l'écran.
6.2 Réalisation de l'expérience et interprétation
des observations
•
A droite de l'écran d'observation, comme pour l'ex-
périence 5.1, on trouve des anneaux d'interférence
réguliers. A gauche en revanche, les anneaux sont
effilochés et dans des zones pourtant sombres, on
trouve des points clairs et inversement. Comme
nous savons depuis l'expérience 5.2 que de très
faibles modifications de l'épaisseur de couche suf-
fisent déjà pour entraîner un déplacement des an-
neaux d'interférences (expérience 5.2, par rotation
de la plaque en verre), on peut supposer que les
défauts des anneaux proviennent de la surface ir-
régulière et bosselée du ruban adhésif.
2) H. Stöcker, Taschenbuch der Physik, Deutsch, 1998
–9 1/Pas.
17
Fig. 5 : Montage pour la mesure de la qualité superficielle de composants
optiques
7. Interféromètre de Fabry-Perot
7.1 Montage de l'expérience
•
Le montage des composants sur la plaque de base
est illustré dans la figure 6. La description suivante
sous-entend que tous les réglages de base doivent
encore être réalisés.
•
Visser le laser au He-Ne sur son support (cf. ma-
nuel d'utilisation, montage du laser) et le placer
à peu près droit devant la lentille de divergence.
•
Retirer le miroir ajustable et la lentille de diver-
gence, puis placer devant la plaque de base le
laser légèrement tourné sur son axe vertical. En-
suite, ajuster l'inclinaison du laser de telle sorte
que le rayon partiel réfléchi sur le laser se situe à
la même hauteur que le rayon émis. A présent, si
le laser est remis bien droit devant la plaque de
base, l'écran d'observation devrait présenter deux
points qu'il est possible, par un nouveau réglage,
de faire coïncider.
•
Placer la lentille de divergence dans la marche
du rayon et, le cas échéant, ajuster la hauteur du
faisceau en tournant uniformément les trois vis
moletées. Puis, le cas échéant, retourner au point
2. (A présent, on peut déjà voir sur l'écran de fai-
bles anneaux d'interférence, car la face en verre
translucide du miroir à réglage fin présente éga-
lement de très faibles réflexions.)
•
Ecarter de nouveau la lentille de divergence d'env.
90° du rayon laser.
•
Monter avec beaucoup de précaution le miroir
ajustable. L'écart entre les deux miroirs doit s'éle-
ver à environ 2 mm.
•
Régler le miroir ajustable de telle sorte que tous
les points et, le cas échéant, le modèle d'interfé-
rence se rencontrent sur l'écran d'observation.
•
Tourner de nouveau la lentille de divergence dans
le rayon et la visser dans la position qui permet
d'obtenir à l'écran une image à peu près centrique
(quant à la clarté, et non aux anneaux d'interfé-
rence). Incliner l'écran dans l'axe vertical pour
obtenir une image claire et nette.
•
Ajuster encore une fois le miroir pour obtenir les
anneaux d'interférences au centre de l'écran.