Récap' n°8

 

 

C'est parti pour le récapitulatif de nos deux-trois dernières séances des Olympiades et de ce qui est prévu pour bientôt.

Je pense que ce récap' pourra servir si (j'empiète un peu sur la suite) on réalise une fiche pour les fêtes de la science (le rendez-vous est donc d'ores et déjà donné pour les 15 et 16 octobre à l'INRA !) pour les visiteurs.

Alors, une plongée vers l'invisible, ça vous tente ?

 

 

• Expérience de la « diffraction laser »

 

Elle nous aura posé quelques problèmes, mais on est certainement arrivé à la fin.

Notre but était de retrouver, en envoyant un faisceau laser, la taille des fils d'un voilage ; un peu de la manière que l'expérience de diffraction d'un faisceau laser par un cheveu de seconde, par laquelle on obtenait une figure de diffraction que l'on peut aisément interpréter. Or, ici, étant donné que le voilage est constitué d'un réseau, d'un maillage de fil, on obtient, non pas une figure de diffraction, mais une figure de diffraction et d'interférences (!). Au lieu d'obtenir des tâches « droites », cette figure est constituée de ronds ou de carrés. L'interprétation de cette figure est donc différente de celle qu'il aurait fallu faire devant la manip' de seconde (là était l'origine de nos soucis).

Finalement, on trouve une taille (des fils composant le voilage) de l'ordre du dixième de millimètre ; résultat ayant été vérifié à l'aide d'un microscope optique et d'une analyse informatique.

Calculs_incertitudes.PNG 

Avec a : la taille du fil ; λ la longueur d'onde du laser (m), D la distance séparant le laser de la tâche de diffraction et d'interférences et i l'interfrange.

 

L'incertitude de 4,5% est vraiment satisfaisante. A noter que l'interférence est une forme de diffraction. Elle apparait lorsque plusieurs fils font diffracter le faisceau et que la figure de diffraction obtenue « empiète » sur celle d'un autre fil. On obtient des tâches rondes ou carrées.

 

 

• Expérience des billes

 

Alias l'expérience n°2. Un gros morceau de notre projet.

Quelques mots pour accompagner cette belle modélisation 3D.

On éclaire par le dessous un ensemble de billes de verres (de différents diamètres -0,3 ; 0,4 et 0,5 cm), censées représenter les atomes composant la matière, et le but est de mesurer, à l'aide d'une photorésistance, la luminosité renvoyée par la surface de billes et ainsi de retrouver la surface de la matière.

On peut remarquer que, sur le graphique, deux creux, deux douves entourent la bosse, représentant la bille, et plus précisément, la luminosité renvoyée par celle-ci. Ceci est du à un manque de lumière provoqué par la réflexion des faisceaux lumineux par le dessous de la bille.

Finalement, pour une surface donnée, on obtient ce graphique :

On peut y reconnaitre une surface hétérogène d'une matière. Objectif atteint !

 

Trois pages dans Word pour dire ce que l'on peut dire en une phrase, donc : les deux premières expériences ont donné les résultats escomptés.

 

 

• Expérience du cristal tournant :

 

 

Pas besoin de beaucoup plus de précisions. Juste, en fonction de l'angle émetteur/récepteur et la position du cristal, celui-ci fait diffracter les ondes centimétriques récupérées par un cornet. Les deux cristaux (un avec des tiges de métal, l'autre avec des tiges de verre et des billes de plomb) ont déjà été réalisés.

 

 

Photos du matériel du lycée.

 

Néanmoins, quelques problèmes subsistent :

• la réalisation des lentilles en paraffine. Pour cela, nous avons envisagé l'idée de faire tourner à une vitesse plus ou moins rapide un bocal (le récipient prévu est une vieille casserole de la grand-mère de Charlie -merci pour le don !-) dans lequel on verse la paraffine. Ainsi, grâce à la vitesse de rotation, la paraffine devrait prendre la forme d'un ménisque, et nous servirait de moule pour faire la/les lentille(s) (convergente(s)).

Cependant, il va falloir calculer la vitesse idéale que la lentille ait un rayon de courbure adapté et une distance focale raisonnable.

• la fréquence des ondes centimétriques. « De l'ordre de 10GHz. » Comment pourrait-on connaître plus précisément la fréquence de nos ondes (polarisées) ?

Un oscilloscope ? Il ne peut pas aller à des fréquences aussi hautes, donc à des périodes aussi peu élevées.

Un multimètre ? N'en parlons pas.

La question reste pour l'instant en suspens.

• comment mesurer en sortie du cornet récepteur une tension aux bornes de l'oscilloscope ?

 

Nous parlerons de toutes nos avancées, ainsi que de l'expérience du cristal tournant, à Didier Zanghi, chercheur du CNRS, qui viendra au lycée lundi matin, après que l'on aura tenté de réaliser les lentilles.

 

 

• Fêtes de la science :

 

Les 15 et 16 octobre, comme annoncé au début de ce billet, nous tiendrons un stand aux fêtes de la science à l'INRA d'Olivet. Il nous reste pas mal de préparatifs à terminer, notamment les deux posters (un sur les expériences des billes et « diffraction laser », l'autre sur le cristal tournant) et la fiche de présentation de notre projet, comme pour les rencontres jeunes chercheurs (cf. http://olympiades.pothier11.free.fr/index.php?post/2011/05/07/Petite-pr%C3%A9sentation-du-projet). Le diaporama a été commencé par Charlie.

Il ne faudra pas oublier d'enregistrer le blog sur une clé USB pour pouvoir le présenter.

 

 

Je pense n'avoir rien oublié pour ce récap'. Prochain épisode : lundi matin, 8h !