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[Physique] [1èreS] lumière sur la fibre optique




  1. #1
    .:Spip:.

    Smile [Physique] [1èreS] lumière sur la fibre optique

    Bonjour

    Je vous propose ici un petit exercice sur la fibre optique.

    Fibre optique
    Au coeur du développement des télécommunications, la fibre optique fait encore l'objet de développements.

    crédit : CEA

    Une fibre optique est constituée d'un coeur transparent en verre d'indice entouré d'une gaine.
    On suppose qu'un rayon lumineux se propage en ligne droite dans le coeur.

    pour plusieurs valeurs de la longueur d'onde du rayon lumineux, on relève la valeur de l'indice

    (µm)___
    0.70___1.455
    0.80___1.453
    0.90___1.451
    1.00___1.450
    1.10___1.449
    1.20___1.448
    1.30___1.447
    1.40___1.446

    a/ qu'est ce qu'un milieu dispersif ?
    ce milieu est il dispersif ?

    b/la vitesse de la lumière dans le vide est c=3.0x108m/s
    Calculer la vitesse d'une radiation de longueur d'onde 1200nm dans la fibre optique.
    En déduire le temps qu'elle mets pour parcourir 1000Km
    reprendre les questions pour 900nm

    c/ représentez en fonction de (vous pouvez scanner votre document, ou le faire à la excel ...)
    Que peut on dire de la loi pour une longueur d'onde comprise entre 900 et 1400nm ?

    d/On envoie deux radiations monochromatiques de longueur d'onde :


    Arriveront elles en meme temps à l'extrémité de la fibre de longueur 1000km?
    Sinon, avec quel décalage ?

    e/ On définie le coefficient de dispersion chromatique de la fibre ( exprimé en ps.nm-1.km-1 ) comme étant le décalage (exprimé en picoseconde) au bout de 1km dans la fibre, entre deux signaux dont les longueurs d'onde diffèrent de
    En considérant que el décalage est proportionnel à la différence des deux longueurs d'onde pour une longueur d'onde comprise entre 900 et 1400nm, donner sa valeur en utilisant d/

    f/ des informations sont transmises dans une fibre optique sous forme d'impulsions lumineuses très brèves. Sachant que pour augmenter le débit de l'information, il faut augmenter la fréquence d'émission des impulsions, et qu'une impulsion compote plusieurs longueurs d'ondes, en quoi le phénomène étudié est il gênant ? On le nomme dispersion chromatique. expliquer le termes.

    Bon courage
    François.

    -----

    Soyez libre, utilisez Linux.

  2. Publicité
  3. #2
    Gaara

    Re : [Physique][1èreS] lumière sur la fibre optique

    Salut

    Ouaaaaaaaaaa Beau boulot Spip et Merciiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii beaucoup je m'y mets tout de suite


    Et enfin on plaît aux filles... D'abord on houuhouuhouu <3

  4. #3
    Gaara

    Re : [Physique][1èreS] lumière sur la fibre optique

    je commence

     Cliquez pour afficher
    Et enfin on plaît aux filles... D'abord on houuhouuhouu <3


  5. #4
    Gaara

    Re : [Physique][1èreS] lumière sur la fibre optique

    b/la vitesse de la lumière dans le vide est c=3.0x108m/s
    Calculer la vitesse d'une radiation de longueur d'onde 1200nm dans la fibre optique.
    En déduire le temps qu'elle mets pour parcourir 1000Km
    reprendre les questions pour 900nm

     Cliquez pour afficher



    est-ce que c'est faux ???
    Et enfin on plaît aux filles... D'abord on houuhouuhouu <3

  6. #5
    Gaara

    Re : [Physique][1èreS] lumière sur la fibre optique

    c/ représentez en fonction de (vous pouvez scanner votre document, ou le faire à la excel ...)
    Que peut on dire de la loi pour une longueur d'onde comprise entre 900 et 1400nm ?
     Cliquez pour afficher



    PS: dsl pour le flood j'attends
    Et enfin on plaît aux filles... D'abord on houuhouuhouu <3

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Ledescat

    Re : [Physique][1èreS] lumière sur la fibre optique

    Bonsoir à vous.

    Citation Envoyé par kimuto Voir le message
     Cliquez pour afficher
    Je ne me suis pas penché sur la question, mais point de vue chiffres significatifs t'y vas un peu fort là .
    Cogito ergo sum.

  9. #7
    Gaara

    Re : [Physique][1èreS] lumière sur la fibre optique

    Citation Envoyé par Ledescat Voir le message
    Bonsoir à vous.



    Je ne me suis pas penché sur la question, mais point de vue chiffres significatifs t'y vas un peu fort là .
    Salut et merci de répondre je me sentais seul lool

    pour les chiffres significatifs :



    ou

    ??

    Et enfin on plaît aux filles... D'abord on houuhouuhouu <3

  10. Publicité
  11. #8
    Ledescat

    Re : [Physique][1èreS] lumière sur la fibre optique

    Citation Envoyé par kimuto Voir le message
    Salut et merci de répondre je me sentais seul lool

    pour les chiffres significatifs :



    ou

    ??

    La seconde est la plus correcte étant donné qu'on a 3.0 E8 dans le calcul (2 cs).
    Cogito ergo sum.

  12. #9
    Ledescat

    Re : [Physique][1èreS] lumière sur la fibre optique

    Citation Envoyé par kimuto Voir le message

    __________Pour

    donc
    Bon alors je viens de m'y pencher, et ce que tu as écrit est faux.

    La formule signifie: vitesse de l'onde= longueur d'onde(en m) . fréquence de l'onde( en s-1)

    Rien que les unités auraient dû te faire sauter au plafond:

    lambda=c/v , c en m/s et v en m/s t'impliquerait lambda sans dimension, alors qu'il est en m.
    C'est pourquoi dans cette formule, ce n'est pas un v mais un "nu" grec (qui représente donc la fréquence).

    Bref, trève de remontrances, déjà tu as fais l'effort, maintenant je vais t'éclairer sur la question .

    Te souviens-tu de la définition de l'indice de réfraction n d'un milieu transparent ? (en terme de rapport de vitesse )
    Cogito ergo sum.

  13. #10
    .:Spip:.

    Re : [Physique][1èreS] lumière sur la fibre optique

    hummm, la définition de milieu dispersif est un peu legère a mon gout ...

    et quasi constant, tu crois que ca veut dire constant constant non, je crois pas donc ...

    pour la b/ : c= lambda v , tu trouves ca homogène ?

    c/ ben entre 900 et 1400, ca resemble à quoi ? une sinusoide, une paradole ? je sais pas moi
    petit rappel : linéaire : f(x)=ax
    affine : f(x)=ax+b .... ca serait donc plutot ca

    pour les chiffres significatifs, une piqûre de rappel :
    en gros, on prend dans l'opération,la grandeur qui a le plus petit chiffre significatif, et on applique ca au résultat.
    15.23 m : 4 Chiffres Significatifs
    0.02 N : 1 seul


    Allez rejete un coup d'oeil sur tout ca ...

    François

    Edit : croisement avec Ledescat (t'es trop bon toi, les indices moi je les donne qu'avec une pipette ^^)
    Soyez libre, utilisez Linux.

  14. #11
    Gaara

    Re : [Physique][1èreS] lumière sur la fibre optique

    Merci à Spip et à Ledescat je m'y repenche tout de suite

    Te souviens-tu de la définition de l'indice de réfraction n d'un milieu transparent ?
    Euh tu veux parler de la Loi de Descartes :



    Je ne vois vraiment pas

    Pour la définition d'un milieu dispersif :

    Citation Envoyé par Site
    Un milieu est dispersif lorsque la vitesse v de l'onde qui se propage dans ce milieu dépend de la fréquence f de l'onde.
    Par conséquent l'indice de réfraction qui fait intervenir la vitesse de propagation v de l'onde ( n = 3 * 10 8/ v ) dépend également de la fréquence de l'onde.
    cette définition ne vien pas de moi http://perso.orange.fr/physique.chim...OLU_5_A.htm]Un
    et je n'y comprends rien xD


    POur c/ je dirais que entre 900 et 1400 nm la courbe a l'allure d'une fonction affine


    Merci beaucoup à vous deux
    Et enfin on plaît aux filles... D'abord on houuhouuhouu <3

  15. #12
    Gaara

    Re : [Physique][1èreS] lumière sur la fibre optique

    aaaaaaaaaa Au fait, pour la formule c'est :




    ?????? xD
    Et enfin on plaît aux filles... D'abord on houuhouuhouu <3

  16. #13
    Ledescat

    Re : [Physique][1èreS] lumière sur la fibre optique

    Citation Envoyé par kimuto Voir le message
    Merci à Spip et à Ledescat je m'y repenche tout de suite



    Euh tu veux parler de la Loi de Descartes :



    Je ne vois vraiment pas
    La loi de Descartes utilise ces indices de réfraction, mais creuse un peu sur sa définition (wikipédia à tout hasard ).


    EDIT:
    Citation Envoyé par kimuto Voir le message
    aaaaaaaaaa Au fait, pour la formule c'est :




    ?????? xD

    Je préfère ça .
    Cogito ergo sum.

  17. #14
    .:Spip:.

    Re : [Physique][1èreS] lumière sur la fibre optique

    oui, voila c'est la bonne def du milieu dispersif :
    ce qui se passe c'est que dans un mileu dispersif, le rouge n'ira aps a la meme vitesse que le bleu. alors que dans le vide, milieu non dispersif, la lumiere va toujours à c, quelque soit sa longueur d'onde

    François
    Soyez libre, utilisez Linux.

  18. #15
    Gaara

    Re : [Physique][1èreS] lumière sur la fibre optique

    Citation Envoyé par Ledescat Voir le message

    Je préfère ça .
    je refais mes calculs merciiiiiiiiiiii

    Citation Envoyé par .:Spip:. Voir le message
    oui, voila c'est la bonne def du milieu dispersif :
    ce qui se passe c'est que dans un mileu dispersif, le rouge n'ira aps a la meme vitesse que le bleu. alors que dans le vide, milieu non dispersif, la lumiere va toujours à c, quelque soit sa longueur d'onde

    François
    Merci de la définition Spip


    Je m'y remets
    Et enfin on plaît aux filles... D'abord on houuhouuhouu <3

  19. #16
    Gaara

    Re : [Physique][1èreS] lumière sur la fibre optique

     Cliquez pour afficher


    ces valeurs sont-elles justes ??
    Et enfin on plaît aux filles... D'abord on houuhouuhouu <3

  20. #17
    Ledescat

    Re : [Physique][1èreS] lumière sur la fibre optique

    Pour les 1200nm ok, mais pour les 900nm je ne suis pas d'accord.
    Cogito ergo sum.

  21. #18
    Gaara

    Re : [Physique][1èreS] lumière sur la fibre optique

    Oula je suis bete j'avai pas mes lunettes dsl


     Cliquez pour afficher
    Dernière modification par Gaara ; 30/08/2007 à 21h06.
    Et enfin on plaît aux filles... D'abord on houuhouuhouu <3

  22. #19
    Ledescat

    Re : [Physique][1èreS] lumière sur la fibre optique

    Ok ça marche.
    Cogito ergo sum.

  23. #20
    Gaara

    Re : [Physique][1èreS] lumière sur la fibre optique

    Oula merciiiiiiiiiiii je m'y re-remets
    Et enfin on plaît aux filles... D'abord on houuhouuhouu <3

  24. #21
    Gaara

    Re : [Physique][1èreS] lumière sur la fibre optique

    Donc on a :

     Cliquez pour afficher




    Et enfin on plaît aux filles... D'abord on houuhouuhouu <3

  25. #22
    Gaara

    Re : [Physique][1èreS] lumière sur la fibre optique

    e/ On définie le coefficient de dispersion chromatique de la fibre ( exprimé en ps.nm-1.km-1 ) comme étant le décalage (exprimé en picoseconde) au bout de 1km dans la fibre, entre deux signaux dont les longueurs d'onde diffèrent de
    En considérant que el décalage est proportionnel à la différence des deux longueurs d'onde pour une longueur d'onde comprise entre 900 et 1400nm, donner sa valeur en utilisant d/
    je suis un peu perdu là
    Et enfin on plaît aux filles... D'abord on houuhouuhouu <3

  26. #23
    .:Spip:.

    Re : [Physique][1èreS] lumière sur la fibre optique

    attention a ne pas dire trop vite c'est egal !! , ca te parait très peu, mais là on parle de lumière, et il faut perdre les habitudes de nos échelles a nous.

    tente de décortiquer une à une les informations, et dis ce qui te bloques...

    François
    Soyez libre, utilisez Linux.

  27. #24
    Gaara

    Re : [Physique][1èreS] lumière sur la fibre optique

    Je rectifie

     Cliquez pour afficher



    e/ On définie le coefficient de dispersion chromatique de la fibre ( exprimé en ps.nm-1.km-1 ) comme étant le décalage (exprimé en picoseconde) au bout de 1km dans la fibre, entre deux signaux dont les longueurs d'onde diffèrent de
    En considérant que el décalage est proportionnel à la différence des deux longueurs d'onde pour une longueur d'onde comprise entre 900 et 1400nm, donner sa valeur en utilisant d/

     Cliquez pour afficher


    Et enfin on plaît aux filles... D'abord on houuhouuhouu <3

  28. #25
    .:Spip:.

    Re : [Physique][1èreS] lumière sur la fibre optique

    humm, ce n'est pas avant mais apres que tu as voulu dire non ?

    bon pour le e/ on a quoi :
    comme étant le décalage (exprimé en picoseconde) au bout de 1km dans la fibre,
    Donc, déja la on parle d'un décalage, ie d'une différence de durée(pour 2 long d'onde) et ceci sur 1km ... cela se calcule ...

    on nous précise en plus une différence de longueur d'onde de 1 nm.
    ca signifie qu'on compare les durées de deux longueurs d'onde séparée de 1 nm
    ex 952 et 953 nm

    bon, c'est une chose, mais nous on a fait les calculs pour 900 et 1400 nm, et on a que ca sous la main.

    Alors on dit quoi, on dit que l'on va supposer que
    le décalage est proportionnel à la différence des deux longueurs d'onde
    ie si j'ai un certain décalage entre 952 et 953nm, et bien j'aurais le double si j'avais comparé 952 et 954 , le triple si 952 et 955 etc ...
    Ce qui est souligné, ce sont les coeff de proportionnalité

    Donc a toi de jouer. on connais le décalage entre 900 et 1400, ca tu me l'as dit. mais atention, on a calculé ca sur 1000km, donc le décalage est de combien sur 1km ?
    Ensuite, que vaut le coeff de proportionnalité lorsqu'on choisit 900 et 1400 ??
    Que vaut donc le coeff de dispersion ?

    François
    Soyez libre, utilisez Linux.

  29. #26
    Etorre

    Re : [Physique][1èreS] lumière sur la fibre optique

    Citation Envoyé par .:Spip:. Voir le message
    humm, ce n'est pas avant mais apres que tu as voulu dire non ?

    bon pour le e/ on a quoi :

    Donc, déja la on parle d'un décalage, ie d'une différence de durée(pour 2 long d'onde) et ceci sur 1km ... cela se calcule ...

    on nous précise en plus une différence de longueur d'onde de 1 nm.
    ca signifie qu'on compare les durées de deux longueurs d'onde séparée de 1 nm
    ex 952 et 953 nm

    bon, c'est une chose, mais nous on a fait les calculs pour 900 et 1400 nm, et on a que ca sous la main.

    Alors on dit quoi, on dit que l'on va supposer que
    ie si j'ai un certain décalage entre 952 et 953nm, et bien j'aurais le double si j'avais comparé 952 et 954 , le triple si 952 et 955 etc ...
    Ce qui est souligné, ce sont les coeff de proportionnalité

    Donc a toi de jouer. on connais le décalage entre 900 et 1400, ca tu me l'as dit. mais atention, on a calculé ca sur 1000km, donc le décalage est de combien sur 1km ?
    Ensuite, que vaut le coeff de proportionnalité lorsqu'on choisit 900 et 1400 ??
    Que vaut donc le coeff de dispersion ?

    François
    bonjour
    Belle exercice. je te le pique pour mes élèves. La flemme de tracer la courbe par contre, perte de temps.
    1) Un milieu dispersif est un milieu pour lequel la vitesse de propagation dépend de paramètre, telle que la fréquence ou l’intensité. Ce milieu est clairement dispersif, puisque l’indice varie. (or l’indice est directement lié à la vitesse de propagation).

    2) ∆t 1200 = d/V=d/C * n =4,827 ms.

    ∆t 900 = d/V=d/C * n =4,837 ms.


    3) ∆t 1400 = d/V=d/C * n =4,82 ms.

    ∆t= ∆t 1400-∆t 900= 17 µs.


    4)


    Sur un km, le décalage en temps est de 17 µs , pour un écart spectral de 500 nm. Pour un écart d’un nm, le décalage en temps sera de 34 ns, soit 34. 103 ps.nm-1.km-1


    5)
    Les impulsions contiennent plusieurs radiations. Chaque radiations a sa propre longueur d’onde donc son propre indice, donc sa propre vitesse de propagation. Les radiations les plus rapides vont devancer les radiations les plus lentes de l’impulsion.
    Il y a dispersion des impulsions, qui vont s’étaler dans l’espace. Le débit est limité, on ne peut augmenter indéfiniment la fréquence de l’impulsion. Les impulsions finissent par se chevaucher.
    La correction, c'est bien ca non ?
    cordialement,

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