physique des ondes (PCSI) · Chapitre 3 · Application directe du cours
Contrôler la planéité d'une surface
Interférences · niveau 2
Énoncé
On pose une lame de verre à tester sur une lame de référence parfaitement plane ; elles se touchent sur un bord et forment un mince coin d'air d'angle . Éclairé en lumière monochromatique () par le dessus, le coin montre des franges sombres parallèles au bord de contact. La différence de marche entre les ondes réfléchies sur les deux faces du coin est , où est l'épaisseur d'air à la distance du bord ; on admet que l'une des deux réflexions ajoute un terme , si bien que les franges sombres correspondent à .
- Montrer que les franges sombres sont équidistantes et donner leur espacement en fonction de et .
- On observe . Calculer l'angle .
- Si la surface testée présente une bosse, que deviennent les franges à cet endroit ?
Corrigé
1. Franges sombres : (avec le terme de la réflexion, le contact est sombre), soit , donc : positions équidistantes, d'espacement .
2. (soit ).
3. Une bosse modifie localement l'épaisseur : les franges, qui suivent les lignes de même épaisseur, se déforment (s'incurvent) à cet endroit. Deux franges voisines correspondent à une variation d'épaisseur de : une surface parfaite donne des franges parfaitement droites, et un défaut d'une fraction de cette valeur se voit, d'où un test de planéité au dixième de micromètre.
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