Activité documentaire Interférences dans une cuve à ondes Lorsque la surface de l'eau est soumise à deux ondes issues de sources synchrones, on peut mettre en évidence des interférences grâce à une cuve à ondes. Objectif Tester les conditions d'interférences constructives et destructives à la surface de l'eau. Principe d'observation des ondes à la surface de l'eau. Une lampe placée au-dessus éclaire la surface de l'eau et une surface dépolie formant un écran où on voit le fond de la cuve. Ces deux schémas montrent un système de vagues à deux instants t_{1} et t_{2} et la marche de quelques rayons lumineux, en rouge, issus de la lampe. Instant tt_{1} Niveau de référence Vagues générées par deux pointes vibrant dans une cuve à ondes. En C, lieu d'interférences constructives, la surface de l'eau oscille en restant horizontale. En D et en E, lieux d'interférences destructives, le niveau de l'eau reste constant. Instant t_{2} Niveau de référence Fond de l'eau Q Zone brillante Zone sombre Zone brillante Zone sombre Zone brillante Zone sombre 7 cm Fond de l'eau Matériel Photographie de l'écran à temps d'exposition long Une photographie à temps d'exposition long fait apparaître en blanc les zones éclairées pé- riodiquement (lieux d'interférences construc- tives) et en noir les zones jamais éclairées (lieux d'interférences destructives). La photographie ci-contre a été réalisée sur une cuve à ondes munie de deux pointes P_{1} et P_{2} vibrant de façon synchrone à la fréquence. f=50 Hz. La célérité des ondes à la surface vaut c=0.50 m-s Questions a. Reproduire sur une feuille de papier la section DEQP (doc. 1) à l'instant 1, et colorier l'eau en bleu. A quel type de lentille cette section s'apparente-t-elle? De même, à quel type de lentille la section DEQP s'apparente-t-elle à l'instant t_{2} b. Expliquer alors la marche des rayons lumineux, l'apparition de zones brillantes périodiques en C (lieu d'interférences constructives) et le fait qu'en D et E (lieux d'interférences destructives), la zone reste sombre. a. Sur la photographie du doc. 2, C et C' sont clairs (interférences constructives) et D et D' sombres (interférences destructives) et \lambda=1.0 cm. Mesurer les distances \frac{\delta_{c}}{\lambda} PC et PC, calculer r la différence de marche oc =P.C-P.C et le quotient Vérifier que c'est un entier relatif. Vérifier de emême que \frac{\delta_{c}}{\lambda} est entier et t que =\frac{\delta_{\phi}}{\lambda}et sont des demi-entiers, c'est-à-dire dont la partie décimale vaut 0,5. b. Tracer le point E tel que P.E=2.4\lambda et t~P_{2}E=4,97 et le point F tel que P,F=5,3\lambda, et P_{2}F=2,3\lambda Quel type d'interférences observe-t-on en E ? en F? • Cuve à ondes munie d'un dispositil vibrant à deux pointes. Vocabulaire Vibrations synchrones: vibrations identiques à tout instant de deux points distincts Doc. imprimable Photographie à temps f'exposition long hatier-dic fr/pet462 Bilan Enoncer la relation entre la différence de marche & et la longueur d'onde à pour un point où on observe une interférence constructive. Enoncer la relation entre la différence de marche & et la longueur d'onde à pour un point où on observe une interférence destructive.​