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TP : Mesure de la distance entre deux sillons d’un CD ou d’un DVD
Document 1 : description d’un CD
Le CD est constitué d'un substrat en matière plastique (polycarbonate) et d'une fine pellicule métallique
réfléchissante (or 24 carat ou alliage d'argent). La couche réfléchissante est recouverte d'une laque antiUV en acrylique créant un film protecteur pour les données. Enfin, une couche supplémentaire peut être
ajoutée afin d'obtenir une face supérieure imprimée.
La couche réfléchissante possède de petites alvéoles. Ainsi lorsque le laser traverse le substrat de
polycarbonate, la lumière est réfléchie sur la couche réfléchissante, sauf lorsque le laser passe sur une
alvéole, c'est ce qui permet de coder l'information.
Cette information est stockée sur 22188 pistes gravées en spirales (il s'agit
en réalité d'une seule piste concentrique).
La capacité de stockage est liée à la longueur de la piste.
Document 2 : Le codage des informations
Les pistes physiques sont écartées entre elles d'une distance d'environ
1,6µm dans un CD.
On nomme creux (en anglais pit) le fond de l'alvéole et on nomme plat (en
anglais land) les espaces entre les alvéoles.
Document 3 : Phénomène d’interférences
Lorsqu’un faisceau de rayons arrive dans un
creux, il est diffracté dans toutes les directions
(le creux joue le même rôle qu’un fil ou une
fente qui diffracte la lumière)
Les pistes du CD ou du DVD peuvent être considérés
comme parallèles à l’endroit où arrive le faisceau
Laser. Elles provoquent un phénomène
d’interférences entre les rayons diffractés dans une
même direction.
C’est pour cette raison que l’on voit apparaître à leur
surface de belles irisations lorsqu’on les observe en
lumière blanche. Eclairé par une lumière laser, la
figure d’interférence est exploitable et permet de
déterminer la distance entre deux sillons.
Interférences d’ordre 1
Document 4 : Distance entre 2 sillons
Sur le schéma ci-contre, on appelle :
d : distance entre le CD et le carton
x : distance entre les deux taches d’ordre 1 et -1
a : inter-sillon du CD ou du DVD
La distance entre 2 sillons est donnée par :
a   1
4.d 2
x2
Document 5 : Extrait de la doc. Technique :
« Caractéristiques techniques : Longueur d'onde : 650±1 nm (rouge) - Puissance : 1 mW (classe II) Diamètre du rayon (à 5 m) : 8 mm - Réglage vertical : ± 3° - Alimentation : 2 piles 1,5 V type AA (LR6) Dimensions : 100 x 100 x 40 mm - Masse : 220 g Autonomie : 15 heures en fonctionnement continu
Interrupteur marche/arrêt Livrée avec piles. »
Il s’agit de déterminer les inter-sillons d’un CD et d’un DVD afin de comparer leur capacité de stockage.
1. Compréhension du phénomène :
a. Justifier que la lumière émise par le Laser est bien diffractée par un creux.
b. Préciser ce que représente δ sur la figure b. du document 3.
c. Quelle doit être la conditions sur δ pour obtenir des interférences constructives entre 2 rayons
successifs.
d. Cette condition reste-t-elle toujours vérifiée pour des rayons diffractés dans une autre direction θ ?
Quelle en est la conséquence ?
2. Manipulation :

Réaliser le montage correspondant au schéma du document 3 afin d’obtenir une figure d’interférence.
Vous placerez l’écran percé à environ 3 cm du CD.
Consignes de réalisation :
- La distance entre le laser et le carton n’est pas importante. Par contre, le faisceau doit être le plus
horizontal possible. S’il le faut, caler l’arrière du laser avec du papier plié sur plusieurs épaisseurs.
- Placer une feuille ou un carton derrière le CD pour protéger vos camarades
- Eclairer le bord extérieur du CD qui est placé sur le diamètre horizontal
- Attention aux réflexions sur le CD



Reculer le support du CD de manière à observer les taches d’ordre 1 et -1
Mesurer x pour 1 valeur de d (comprise entre 5 et 30cm environ, à choisir judicieusement).
Recommencer avec un DVD. Présenter vos mesures dans un tableau.
3. Résultats :
Pour le CD
d ( cm )
x (cm )
a(m)
Pour le DVD
4. Exploitation :
e. A l’aide d’une analyse dimensionnelle, vérifier l’homogénéité de l’expression de a donnée dans le
document 4.
f. Calculer l’inter-sillon a pour chaque couple de valeurs ( x ; d ).
Volontairement, nous garderons au moins 3 chiffres significatifs pour l’instant.
5. Incertitude de mesures :
a. A partir de la notice du laser, relever la longueur d’onde de la lumière émise par le laser. Avec quelle

précision Δλ cette valeur est-elle donnée ? En déduire l’incertitude uλ
(utiliser : u  
).
3
b. Evaluer les précisions Δx et Δd avec lesquelles vous avez réalisé vos mesures.
x
d
En déduire les incertitudes ux et ud.
(utiliser : u x 
et u d 
)
3
3
c. Remplir le fichier Excel calculer alors l’incertitude type notée u sys pour chaque mesure réalisée.
d. En déduire l’incertitude élargie notée a  2  U (a) .
Rappel : L’incertitude élargie s’exprime avec un seul chiffre significatif.
e. Pour chacun des disques, Donner enfin la valeur de a en l’exprimant sous la forme : a  a , sans
oublier l’unité de cette valeur.
6. Conclusion :
a. La méthode utilisée vous pourrait-elle fiable ? Expliquer
b. Quel est le disque qui permet le maximum de stockage. Expliquer.
c. A partir du document ci-dessous et de l’expression de l’inter-sillon donnée dans le document 4,
expliquer l’intérêt du blu-ray.