Quelques instruments d'optique

TP 7 : Quelques instruments d’optique

Introduction: C’est ici un TP d’optique. Le but est de déterminer la longueur d’onde de photons emis lors de la deseccitation d’elements chimiques precis grace à un goniomètre, pour ensuite determiner les elements present dans le soleil grâce à son spectre d'émission

1. Réglage des instruments optiques

Comme présenté dans le schéma , le but de cette manipulation est de reglé a la foi la lunette de visée à l’infini et la collimateur.

Pour la lunette de visée à l’infini, on règle d’abord l'oculaire pour que le réticule apparaît net sans adaptation de l’oeil, c’est à dire que son image se forme à l’infini par la lentille de l'oculaire. Il doit donc se trouver sur son foyer objet.

La seconde étape consiste à régler la lentille de la lunette de visée à l’infini de manière à ce qu’un objet à l’infini ai son image qui se forme au niveau du réticule. Pour cela, on utilise la technique de l’autocollimation avec un miroir plan. travaillant sur des instruments de précision ici, on décale un peu l’oeil quand on pense que la lunette est parfaitement réglé pour vérifier la parallaxe, et donc être sur que l’image se forme au niveau du réticule. On a donc le foyer image de la lentille du la lunette confondu avec le foyer objet de la lentille de l’oculaire.
Enfin, on règle la collimateur pour que l’image de l'objet, symbolisé par la fente, se forme après la lentille à l’infini, de façon  ce que, au final,  son image se forme au niveau du réticule de la lunette. On verifier aussi à cette étape la parallaxe pour etre sur du réglage.

1. Etude du spectre d'émission de la lumière à vapeur de sodium

Connaissant les longueurs d’onde des différentes raies du spectre d'émission de la lampe à mercure, on peut construire une courbe d'étalonnage reliant l’angle entre les différentes raies à travers le dispositif et la longueur d’onde des raies. Grâce à cette courbe d'étalonnage, on peut alors en mesurant les angles entre les différente raies, à travers le dispositif, de la lampe à vapeur de sodium, enfin déterminer les différentes longueurs d’ondes associées à ces raies.

on observe 5 raies principales:           bleu vert:  = 156° 27’ = 156,45°[pic 1]

                                         bleu vert:  = 156°34’  = 156,56°[pic 2]

                                         jaune :  = 157° 6’ = 157,1°[pic 3]

                                         jaune :   = 157° 16’ = 157, 28°[pic 4]

                                         rouge :  = 157° 34’ = 157,56°[pic 5]

de plus, on a grâce à la courbe d'étalonnage:

 = 0,0078  + 152,67[pic 6][pic 7]

d'où   avec en nanomètre[pic 8][pic 9]

on a alors les différentes longueures d’ondes des raies du spectre d'émission de la lampe à fumée de sodium, et on peut les associer à l'erreur de mesure près aux longueurs d’onde absorbé par le sodium

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