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Table des matières
Détermination de la vitesse de la lumière par la méthode des miroirs tournant de Foucault
Participants
- Lina Kebaili (Ingénieur) lina.kebaili@etu.sorbonne-universite.fr
- Mona Benosa (Secrétaire, Responsable 3D) mona.benosa@etu.sorbonne-universite.fr
- Guillaume Vintenat (Responsable 3D) guillaume.vintenat@etu.sorbonne-universite.fr
- Marie Boudet (Ingénieur) marie.boudet@etu.sorbonne-universite.fr
- Quentin Moysan (Secrétaire, Responsable élec) quentin.moysan@etu.sorbonne-universite.fr
Enseignant référent: Charles Antoine : charles.antoine@upmc.fr
Organisation
Drive du projet
Diagramme de Gantt:
Il se trouve sur le drive ci-dessus.
Journal de bord
Séance du 10 Février 2021
Guillaume et Quentin.
Projet sur la reproduction de l'expérience du miroir tournant de Foucault. Cette expérience permet de calculer la vitesse de la lumière en utilisant les propriétés optiques de la lumière. Elle est la suivante :
D'abord un laser est envoyé sur un miroir distant de L tournant sur lui-même avec une vitesse angulaire W, ce dernier renvoie le rayon avec un angle de déviation sur un autre miroir qu'on appelle M1 distant de d1. M1 renvoie ensuite le faisceau vers M qui se sera tourné d'un angle théta. Le faisceau est ensuite renvoyé sur le plan du laser et aura un décalage de d par rapport a celui ci . On obtient la relation c=4*L*d1*W/d qui permet de trouver la vitesse de la lumière.
Avant même d'essayer l'expérience nous avons essayé de la dimensionner . Et la c'est le drame . Pour avoir un décalage d de plus de 2 millimètres il faut W=400 tour/s ce qui est déjà énorme mais en plus il faut d1=20 mètres, cela devient très compliqué à faire . Pour pallier a ce problème nous pouvons imaginer un système de plusieurs miroirs qui permettraient de d'agrandir la distance d1 “virtuellement” sans réellement l'augmenté . Par exemple avec une 5 miroirs distant chacun de 4 mètres pourrait faire l'affaire mais cela reste énorme .
Séance du 17 Février 2021
Mona, Guillaume et Quentin.
Après discussion sur la faisabilité de l'expérience, nous avons arrêté notre choix sur le montage de Foucault, en utilisant un miroir plan associé à une lentille convergente au lieu d'un miroir sphérique.Le montage est le suivant:
Séance du 03 Mars 2021
Mona, Quentin, Marie et Lina.
On essaye de commencer à faire les manipulations nécessaires à notre projet. La liste de ce dont nous avons besoin se trouve plus bas.
Le montage réalisé est le suivant
On s'est procurés un kit Arduino au Fab Lab, ainsi qu'un moteur d'essai pour débuter nos expérimentations. Nous avons également pu commencer à coder sur Arduino afin de faire tourner notre moteur, avec le code suivant:
void setup() {
pinMode(7, HIGH);
}
void loop() {
digitalWrite(7, HIGH); delay( 10000 ); digitalWrite(7, LOW);
}
En plus de la nécessité de trouver comment faire tourner le miroir, il faut aussi imaginer des bâtis qui permettront de soutenir les structures que nous utiliserons, ce sera le travail de Marie et Lina pour la semaine à venir, avant de contacter les techniciens.
Séance du 10 Mars 2021
Mona, Lina et Quentin.
On a commencé à coder les éléments du bâti sur OpenScad, afin de les imprimer en 3D. Les documents se trouvent dans le dossier drive indiqué au début du rapport.
Séance du 17 Mars 2021.
Guillaume et Quentin.
Nous avons finit la modélisation 3D de la pièce pour la caméra et de la pièce pour le moteur et les avons imprimées avec l'imprimante 3D. Nous nous sommes procuré un moteur plus puissant.
Séance du 31 Mars 2021
Quentin, Guillaume et Mona.
Nous sommes allé demandé au technicien de nous procurer un laser, une lame semi-réfléchissante, trois miroirs et une lentille convergente. Nous avons ensuite modélisé la pièce pour le miroir tournant et l'avons imprimé en 3D.
Dispositif expérimental
Liste du matériel:
- Laser
- Lame semi-réfléchissante
- 3 miroirs plans
- Moteur de 400 tours/s
- Lentille convergente
- Caméra (téléphone)
Bibliographie
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