Examen et Corrigé d'Optique Physique SMP S4 Taza
Présentation de l'examen d'Optique Physique
Cet examen de session de rattrapage du module d'Optique Physique s'adresse aux étudiants inscrits en filière SMP S4. Proposé par M. Abarkan au sein du département de Mathématiques, Physique et Informatique de la Faculté Polydisciplinaire de Taza, rattachée à l'Université Sidi Mohamed Ben Abdallah de Fès, ce document s'étale sur une durée d'une heure et demie. Il constitue un support de travail intéressant pour appréhender les exigences des évaluations universitaires dans cette discipline.
Structure et contenu du sujet
Le document s'ouvre sur des questions de cours fondamentales qui invitent à définir les caractéristiques d'un photo-détecteur ainsi qu'à préciser les rôles de divers éléments optiques tels que le polariseur, l'analyseur, la lame quart d'onde et la lame demi-onde. Ces notions théoriques permettent de vérifier la bonne assimilation des principes de base de l'optique ondulatoire et de la polarisation.
La première partie pratique se compose d'un exercice portant sur un dispositif interférentiel à deux miroirs plans inclinés. Les étudiants sont amenés à déterminer la zone d'observation des interférences, à exprimer la différence de marche entre les rayons réfléchis, à calculer l'intensité lumineuse en un point de l'écran, à tracer l'allure de cette intensité et à évaluer l'interfrange.
Un second exercice est consacré à l'étude détaillée d'un dispositif de bifentes d'Young. Le sujet aborde d'abord les cas idéalisés avec une source ponctuelle, puis introduit progressivement des aspects plus réalistes liés à une source étendue de largeur finie. Le document intègre également une section de correction détaillée pour cet exercice, fournissant les étapes mathématiques rigoureuses menant à l'expression de la densité spatiale d'intensité, au calcul de l'intensité sur l'écran, à l'analyse du contraste et à la détermination de la largeur de cohérence spatiale.
Modalités de travail et révision
Ce type de document offre l'opportunité de s'entraîner sur des cas concrets de physique ondulatoire. Il est conseillé de traiter les exercices de manière autonome avant de consulter la correction détaillée proposée pour l'exercice sur les bifentes d'Young. Cette démarche permet d'identifier les difficultés de calcul, notamment lors des approximations par développements limités et de l'intégration des intensités issues de sources étendues.
Questions fréquentes
Quel est le niveau universitaire concerné par cet examen ?
Ce document est destiné aux étudiants de la filière SMP S4, correspondant à la quatrième semestre de la filière Sciences de la Matière Physique.
Quels grands thèmes d'optique sont abordés dans les exercices ?
Les exercices traitent principalement des interférences lumineuses à deux ondes à travers le dispositif des miroirs de Fresnel et celui des bifentes d'Young, en incluant l'étude de l'influence de la taille d'une source étendue sur le contraste des franges.
Une correction est-elle disponible dans le document ?
Oui, le document comprend une correction détaillée et rédigée pas à pas pour l'ensemble du second exercice concernant le dispositif de bifentes d'Young.
Testez vos connaissances
Question 1
Quel angle minimal est indiqué dans l'énoncé de l'exercice 1 entre les deux plans des miroirs M1 et M2 ?
- 10^-2 radian
- 2.10^-3 radian
- 5,5.10^-7 radian
- 0,5 radian
Réponse correcte : 2.10^-3 radian
Explication : L'énoncé précise explicitement que les miroirs font entre eux un angle alpha égal à 2.10^-3 radian.
Question 2
Quelle est la longueur d'onde de la source monochromatique utilisée dans l'exercice 1 ?
- 5,5.10^-7 m
- 1 m
- 0,5 m
- 2.10^-3 m
Réponse correcte : 5,5.10^-7 m
Explication : La source émet une lumière monochromatique dont la longueur d'onde est fixée à 5,5.10^-7 m dans le texte de l'exercice.
Question 3
Que représente la grandeur b introduite dans l'exercice 2 ?
- La distance entre les deux fentes d'Young
- La distance entre la source et les fentes
- La largeur de la source étendue dans la direction de l'axe optique orthogonal
- La distance entre les bifentes et l'écran d'observation
Réponse correcte : La largeur de la source étendue dans la direction de l'axe optique orthogonal
Explication : L'exercice 2 définit b comme étant la largeur de la source étendue dans la direction (Oy), centrée sur l'axe optique.
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