TD Optique physique smp s4
Exercice 5
On considère une fibre creuse rectiligne : la gaine de la fibre est constituée d’un verre d’indice
n = 1,5 et on réalise le vide à l’intérieur de la fibre. On éclaire une extrémité de la fibre avec un
bref signal lumineux. À l’extrémité de la fibre, de longueur L = 1 m, on place un détecteur dont
le temps de réponse est noté τ.
1. Écrire l’expression de l’onde se propageant dans l’air le long de la fibre, et de celle se
propageant dans la gaine de verre le long de la fibre.
2. Au bout de combien de temps le détecteur reçoit-il la première onde ? la seconde ?
3. En déduire le temps de réponse que doit avoir le détecteur pour séparer les deux signaux.
4. Sachant que les détecteurs usuels ont un temps de réponse de 10−6 s, quelle devrait être la longueur L′ de la fibre pour qu’un détecteur usuel sépare les deux signaux ?
Exercice 6
Un laser hélium-néon (He-Ne) émet un faisceau de lumière rouge formé de bande très étroite de
fréquences centrée sur ν = 4,74×1014 Hz.
1. Déterminer l’énergie du photon.
Le faisceau laser est de puissance P = 0,1 mW et a une section S = 3,14×10-6m2.
2. Déterminer l’énergie reçue pendant une seconde par un écran interceptant
perpendiculairement se faisceau.
3. Déterminer la densité de flux du rayonnement, ou intensité lumineuse I. .....................
On considère une fibre creuse rectiligne : la gaine de la fibre est constituée d’un verre d’indice
n = 1,5 et on réalise le vide à l’intérieur de la fibre. On éclaire une extrémité de la fibre avec un
bref signal lumineux. À l’extrémité de la fibre, de longueur L = 1 m, on place un détecteur dont
le temps de réponse est noté τ.
1. Écrire l’expression de l’onde se propageant dans l’air le long de la fibre, et de celle se
propageant dans la gaine de verre le long de la fibre.
2. Au bout de combien de temps le détecteur reçoit-il la première onde ? la seconde ?
3. En déduire le temps de réponse que doit avoir le détecteur pour séparer les deux signaux.
4. Sachant que les détecteurs usuels ont un temps de réponse de 10−6 s, quelle devrait être la longueur L′ de la fibre pour qu’un détecteur usuel sépare les deux signaux ?
Exercice 6
Un laser hélium-néon (He-Ne) émet un faisceau de lumière rouge formé de bande très étroite de
fréquences centrée sur ν = 4,74×1014 Hz.
1. Déterminer l’énergie du photon.
Le faisceau laser est de puissance P = 0,1 mW et a une section S = 3,14×10-6m2.
2. Déterminer l’énergie reçue pendant une seconde par un écran interceptant
perpendiculairement se faisceau.
3. Déterminer la densité de flux du rayonnement, ou intensité lumineuse I. .....................
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