Hello,
Au programme de demain soir , si il n'y a pas d'observation, est prévu une séance de TP avec les bancs optique. Quelqu'un a t-il préparé quelque chose ou non. Si non, nous devrons utiliser la notice. Il faudra par contre expliquer "en live" les différentes manipulations et calculs.

@+

Même pas le temps de finir la boite de rangement, que les bancs vont déjà servir .

Pour ceux qui n'étaient pas présents hier, nous avons fait joujou avec les réseaux sur le banc. JPA a pris des notes pour nous faire un compte-rendu sur le Quasar filant.
On a ainsi pu mesurer la longueur d'onde des laser en notre possession (un rouge et un vert).
Les réseaux nous ont posé un problème : les taches d'un côté et de l'autre ne sont pas de même intensité ! Ce qui n'est pas logique. Après avoir essayé plusieurs petites manips, on est arrivé à la conclusion que le réseau avait un défaut.
La nuit portant conseil, j'ai une hypothèse à soumettre : normalement, les traits du réseau sont uniformes, c'est-à-dire qu'ils ont la même opacité sur toute leur largeur. La courbe de transmission est un signal carré, dans l'idéal. On peut supposer ici que cette courbe n'est pas carrée, mais en dent de scie, autrement dit que le trait est plus transparent d'un côté que de l'autre. On pourra voir sur un schéma (que je ne peux pas faire ici) que ça peut expliquer bien des choses vues hier. L'hypothèse est à vérifier au microscope, si c'est possible, au moins avec le 530 traits.
Qu'en pensez-vous ?

Bonjour,

Moi aussi, je suis resté très perplexe devant les résultats obtenus... J'ai donc entrepris une simulation purement numérique pour tenter de reproduire l'effet de disymétrie observé.
J'ai donc ajouté différentes erreurs de positions des traits, aléatoires (10% du pas) puis périodique. => résultats symétriques.
J'ai ensuite introduit pour chaque trait une erreur aléatoire de transmission. => résultats symétriques.
Enfin, j'ai introduit une erreur de phase périodique sur le coefficient de diffraction de chaque trait. Cette simulation (qu'il faudrait justifier physiquement par l'observation fine du réseau) donne enfin une disymétrie importante.
On en reparle dans 2 semaines...
A+

Re bonjour,
Voici le résultat du calcul évoqué dans le post précédent.
A+
Gérard

Allons-y pour le reportage photo ---->

Présentation à l'écran.



Ca discute.



Le premier ordre.



Le deuxième ordre.



Ca re-discute.



Ca rédige.



Ca mesure (et ça fait de la pub ).



Ca re-mesure.



C'est pas simple l'optique, il reste un petit mystère à résoudre, mais c'est bien !

Pour ce qui est de la dissymétrie, voici un élément intéressant:
Il existe un type de réseau qui s'appelle "réseau échelette", ou "réseau blazé" dans sa dénomination anglo-saxonne.
Ce type de réseau fonctionne généralement par réflexion, ce qui n'est bien sur pas le cas de ceux que nous utilisons.

La gravure des traits d'un réseau échelette possède un profil particulier permettant de concentrer un maximum de lumière dans un ordre donné.



Là où c'est intéressant, c'est que l'on peut ainsi avoir une dissymétrie dans l'image obtenue.

Vous pouvez faire des simulations ici:
http://subaru2.univ-lemans.fr/enseignem ... blaze.html

Je ne dis pas ici que le fournisseur des réseaux nous a vendu un réseau échelette, mais je remarque simplement qu'il est possible d'obtenir une dissymétrie en donnant une forme particulière à la surface du réseau.

Toutefois, j'ai un doute à formuler quant l'éventuelle possibilité d'une face de la diapo qui serai en forme par exemple de vaguelette, car nous avons balayés la surface du réseau avec le laser sans remarquer une modification de l'image, il faudrait donc que cette déformation soit constante.

A moins que l'impression des traits ait engendré cette déformation???

Je pense que nous en saurons un peu plus quand Patrice aura scruté le réseau au microscope.

Salut à tous,

Tout d'abord bravo Castor pour ce reportage et bravo Gérard pour la démonstration sur la diffraction de la lumière à travers un réseau
J'ai essayé d'imager le réseau 1000 traits ( 1 trait tous les µm ) avec la webcam et le microscope. Malgré quelques soucis avec Win 7 voici l'image en question.




Je n'ai rien trouvé d'anormal sur la surface de ce réseau (hormis les innombrables poussières et autres) idem pour le 530 traits, il va falloir pousser plus loin l'étude de notre problème !

Bravo Patrice pour cette photo du réseau .

N'ayant plus sur mon ordinateur de logiciel permettant de tracer une Courbe Photométrique, j'ai réalisé une petite bidouille sur mon logiciel préféré, (mon couteau suisse) Toshop .
J'ai fait un semblant d'analyse de la photo du réseau:



A part des traits plus ou moins marqués, je n'ai rien fait apparaître qui pourrait produire la fameuse dissymétrie de luminosité observée.

Etant donné que le réseau est constitué de traits imprimés sur un support.
Etant donné que les traits ne semblent pas être la cause du phénomène.
Etant donné que la source de lumière a été "disculpée" par nos essais.

A mon avis, il ne reste plus que le support à incriminer.

Pas simple cette histoire cher Sherlock
J'ai fait quelques essais tout à l'heure avec deux autres réseaux et là pas de soucis !

Le premier avec un ruban codeur de position d'imprimante le pas n'étant pas serré la diffraction donne un angle faible avec un nombre d'ordres important mais symétrique en position et lumière !



Le deuxième avec un CD sur lequel j'ai oter la pellicule métallisée, là certes les lignes du réseau sont "courbes" mais avec un pas d'environ 600 par mm. Avec ce "réseau" la diffraction est aussi correcte et symétrique en angle et luminosité !



Moralité il faudra faire d'autres tests pour mettre en évidence la théorie de Gérard je cite : "une erreur de phase périodique sur le coefficient de diffraction de chaque trait"

A suivre Sherlock

Pour comprendre d'où ça vient, il faut rassembler le maximum d'observations pour restreindre le nombre d'hypothèses.

Si ma mémoire est bonne, voici les observations effectuées (dites-moi si je me trompe ):

Tourner le réseau sur un axe perpendiculaire au plan de la diapo:
La dissymétrie suit le mouvement.

Tourner le réseau sur un axe confondu avec le plan de la diapo et perpendiculaire aux traits:
La dissymétrie ne se déplace pas.

Il me semble que nous n'avons pas essayé de tourner le réseau sur un axe confondu avec le plan de la diapo et parallèle aux traits.

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De mon coté, j'ai fait des essais avec un réseau à 528 traits/mm, un à 600 traits/mm, et celui de l'hélioscope en carton qui accompagnait le Ciel et Espace d'août 1997 (le nombre de traits/mm n'est pas inscrit ?).

Aucun d'entre eux ne présente ce défaut.

Il faudrait pouvoir regarder l'état de surface du réseau (planéité), mais ça ne doit pas être facile .

Si je peux, j'essaierai ce soir d'observer au microscope le réseau 1000 en lumière rasante : pas simple en fort grossissement...

Bon courage, si tu y arrive, tu es un as.

Pour l'observation de l'état de surface au microscope, la seule chose que j'ai trouvé sur Internet est un foucaultage sous microscope, mais là, ça se complique un tantinet .

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Sinon, je me suis amusé à faire un petit calcul (et une bidouille sous Toshop ).

Prenons le réseau à 1000 traits/mm de ta photo.
Admettons que l'impression a déformé la surface de la diapo, produisant un angle de 5° à chaque trait, ce qui semble suffisant pour altérer l'image (je me réfère au réseau échelette), Considérons que la déformation se fait sur une largeur équivalente à celle du trait, soit 0,001 millimètre / 2 = 0,0005 mm

Chaque crête aura une hauteur de:
0,0005 * tan 5 = 0,000044 mm = 0,044 µm (j'ai arrondi un peu )

Pour visualiser, ça donnerai ça, en sûrement moins anguleux.



Autrement dit, pour la visualisation au microscope, c'est pas gagné .

Sûr qu'avec de telles dimensions , remarque il y a le 500 traits/mm c'est deux fois plus gros
Ca serait bien qu'une fois tu puisses apporter tes réseaux au club pour faire une contre manip

Pourquoi une fois ?
Plusieurs fois si tu veux !
Ma démo est basée sur des suppositions, peut être que le défaut saute aux yeux.

Bonsoir,

Visiblement le sujet passionne quelques membres...

Je voudrais donc revenir sur mon "post" du 16 avril dans lequel j'évoquais la façon dont j'avais reproduis par simulation les effets observés, mais surtout pour apporter quelques précisions:

(1) Tout d'abord, il faut savoir qu'un petit obstacle cylindrique de taille transversalle bien inférieure à lambda produit un diagramme de diffraction parfaitement circulaire, donc symétrique.
En aucun cas, les détails géométriques de la section ne peuvent provoquer une disymétrie. L'effet "réseau" est un "phénomène collectif" obtenu par la mise en phase de phénomènes élémentaires nombreux.

(2) Dans ma simulation, il y a en fait deux "défauts" principaux:
* Une erreur de position des sources de la forme a.sin(2.pi.nd/T) => Soit X(n)=n.d+a.sin(2.pi.nd/T)
* Une erreur de phase périodique (de même période T).
La disymétrie n'apparait que si ces 2 effets existent. En particulier l'erreur de position doit etre impaire.
Une formule en cos() ne donne pas de disymétrie.

(3) Dans ma simulation, on peut inverser le sens de la figure (tache + faible à gauche ou à droite) simplement en changeant le signe de la phase périodique.

(4) La période commune des erreurs : T à peu d'influence. Elle peut varier de 20d à 100d (d=pas du réseau) sans effet important.

(5) Il parait relativement simple d'attribuer l'erreur périodique à un défaut de réalisation. Cette erreur reste néanmoins avec a=d/10, inobservable au microscope. Pour l'erreur de phase et son signe, il faudra reprendre en détail les manipes de retournement des réseaux.
Je joins 2 simulations.

On en reparle vendredi 22
A+

Bon ben j'ai pas réussi à faire quelque chose de bien en photo : mon microscope n'est assez stable : la map glisse toute seule par moment et avec un fort grrossissement c'est foutu En visuel j'ai noté que les traits semblent bombés en surface mais réguliers.

Gérard j'ai séparé tes 2 images parce que côte à côte ça fait large et cela ne facilite pas la lecture du message. C'est ok pour toi ?

Je cite : (1) il faut savoir qu'un petit obstacle cylindrique de taille transversalle bien inférieure à lambda produit un diagramme de diffraction parfaitement circulaire, donc symétrique.

C'est le même phénomène que la diffraction de la lumière du laser avec un cheveu ?

Je cite : Une erreur de position des sources de la forme a.sin(2.pi.nd/T) => Soit X(n)=n.d+a.sin(2.pi.nd/T)

Tu veux dire que le faisceau n'était pas "normal" au plan du réseau lors des manips en salle ?

En parlant de faisceau celui de notre laser était il bien collimaté ? Les stylos laser ne sont pas des accessoires de labo loin s'en faut. Il faudrait peut être essayer avec une lentille de collimation devant le laser avant d'illuminer le réseau, me trompe-je ?

Pour revenir à mes expériences les spires d'un CD sont espacées de 1,6µm et celles d'un dvd de 0,74 µm, quant aux lasers ils rayonnent sur 780 nm pour un lecteur CD et 650nm pour un lecteur DVD ( Il y a de la récup à faire dans les vieux lecteurs )

Re bonsoir,

Juste une petite précision:
Lorsque je parle de "sources", (au pluriel) il s'agit des sources secondaires que sont les rainures ou traits du réseau et X(n) est la position de ces sources sur le réseau. Ce sont ces positions qui ne sont pas rigourensement équidistantes comme l'indique la formule en nd+a.sinus.
A+

Ok pour les sources

Marrant les différentes façons d'aborder le sujet.
Il y en a qui partent des calculs et complètent les observations après, et d'autres qui commencent par collecter le maximum d'observations pour tenter d'en tirer un raisonnement ensuite.
C'est selon les sensibilités de chacun .

Il y a bien un moment ou les deux méthodes vont se croiser et ainsi élucider le problème, et ce d'autant plus vite que chacun se nourrira du travail de l'autre .

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Au boulot:

Je compte sur la photo de Patrice 44 à 45 traits.
L'image correspond donc à une surface de (1/1000)*45 = 0,045 mm de large sur le réseau.
Vu le diamètre du faisceau laser ( ~ 1 mm ), nous pouvons considérer que cette surface est entièrement éclairée par le dit laser. Nous n'avons pas à mon avis la totalité de la surface utile, c'est à dire pas la totalité de la surface du réseau éclairée en une fois par le laser. Tant pis!

En regardant la photo, je ne remarque rien de particulier, le pas des lignes semble être constant, mais comment en être sur?

Voici mon raisonnement:

Si je duplique la photo, que je fais une inversion gauche droite du duplicata et que j'aligne les deux documents, je dois pouvoir faire apparaître des écarts supposés dans le pas des traits, car si les pas sont constants, il ne doit pas y avoir de différence entre les deux documents (mis à part les poussières)

Allons-y pour une bidouille avec mon couteau suisse, Toshop .

1) J'ouvre la photo avec Toshop.
2) Je recadre pour ne conserver qu'une fine bande du document, ceci afin de rendre moins sensible les déformations dues à l'optique du microscope
3) Je duplique le calque.
4) Je fais une inversion horizontale du duplicata.
5) J'étire l'ensemble du document pour mieux voir.
6) Je place le duplicata au-dessus de l'original
7) J'aligne au mieux les premiers traits des deux images.

(Je suis obligé de découper l'image en huit morceaux pour la visualiser sur le forum)



Je constate que tous les traits sont alignés en début et fin du document, mais pas au milieu.

Sauf erreur due à une déformation géométrique à la prise de vue, le pas n'est donc pas parfaitement constant .