Expérience de modèles d'ondes lumineuses laser pour les enfants
Construisez un interféromètre de Michelson de table à l’aide d’une diode laser, d’un séparateur de faisceau et de deux miroirs perpendiculaires à la surface avant sur une base rigi...
Matériel nécessaire
- • Pointeur à diode laser verte 532 nm (classe 2 ou 3R) (1 unité)
- • Cube séparateur de faisceau optique 50:50 (ou lame de microscope en verre mince) (1 unité)
- • Rétroviseurs plats à surface avant avec supports de réglage de l'inclinaison à inclinaison fine (2 unités)
- • Planche à pain lourde en aluminium rigide ou bloc en bois massif (environ 30x30 cm) (1 socle)
- • Objectif divergent (ou objectif webcam) et carte de projection blanche (1 ensemble)
Conseils aux parents
- → Albert Michelson a utilisé cet instrument pour mesurer la vitesse de la lumière et réfuter l'éther lumineux.
- → Un faisceau laser atteint un séparateur de faisceau 50:50 : la moitié se reflète vers le miroir 1 et l'autre moitié passe vers le miroir 2.
- → Lorsque les deux faisceaux réfléchis se recombinent sur un écran, leurs crêtes et creux d’onde qui se chevauchent créent des anneaux d’interférence concentriques.
- → Toucher doucement la plaque de base décale le chemin optique de quelques nanomètres, provoquant l'expansion et la contraction des anneaux d'interférence.
Consignes de sécurité
Ne regardez jamais directement dans le faisceau laser ou dans les trajectoires des miroirs réfléchissants ; terminer le faisceau sur un écran de projection mat.
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Instructions étape par étape
Étape 1
Ancrez un pointeur laser vert de 532 nm et un cube séparateur de faisceau 50:50 sur une plaque de base lourde et rigide dans une pièce sombre.
⏱️ ~15 minÉtape 2
Montez deux miroirs plans perpendiculaires l’un à l’autre afin que chaque faisceau réfléchi revienne directement à la face du séparateur de faisceau.
⏱️ ~15 minÉtape 3
Étendez le faisceau de sortie recombiné à travers une petite lentille convexe sur un écran mural blanc, en ajustant les vis d’inclinaison du miroir jusqu’à ce que des franges d’interférence circulaires apparaissent.
⏱️ ~15 minÉtape 4
Observez les franges concentriques lumineuses et sombres se déplacer et respirez lorsque vous parlez doucement ou réchauffez l'air dans un bras.
⏱️ ~15 min