Mesure de la célérité de la lumière :

Mesure de la célérité de la lumière dans une fibre optique :

Matériel :

- "Carte Lumispeed" Réf : 5601 (Matelco)

- Oscilloscope Rigol (testé avec le DS1022C et le DS 1062DC) ou tout oscilloscope numérique disposant d'une base de temps pouvant descendre jusqu'à la valeur de 100 ns/div ou moins.

- Pour une utilisation en classe, l'idéal est de disposer d'un logiciel de communication entre l'oscilloscope et le PC : sous Linux, La Boite à Physique vous propose son logiciel libre : Rigolinux (voir les copies d'écran ci-dessous)

On mesure la durée que met la lumière pour parcourir une distance de 20 mètres dans une fibre optique. Ce temps de propogation étant très faible, les temps de propagation des signaux dans l'électronique du montage ne sont pas négligeables.

On réalise alors la mesure en deux temps :

 1- On connecte une fibre optique de quelques cm entre l'émetteur et le récepteur de la carte Lumispeed :

On obtient l'oscillogramme suivant :

• En voie 1 (couleur bleue) le signal appliqué à la LED émettrice
• En voie 2 (couleur rouge) le signal fourni par la photodiode (après traitement électronique)

On peut éventuellement mesurer les durées à l'aide des curseurs verticaux (non montrés ici ... pour ne pas donner la réponse !)

2- On connecte la fibre optique de 20 mètres de longueur :

et on obtient ce deuxième oscillogramme :

1. Déduire de ces deux oscillogrammes la célérité de la lumière dans cette fibre optique.
2. On donne l'indice de réfraction du plastique constituant la fibre optique utilisée : n = 1,5. Cette donnée est-elle compatible avec la valeur de la célérité calculée à la question précédente ?