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L'expérience

Maintenant que tout est en place, nous pouvons passer à la partie pratique de cette expérience. Le matériel utilisé étant relativement sofistiqué, plusieurs étapes sont impératives avant de mesurer l'atténuation de la lumière par l'eau. Aussi, pour obtenir des résultats fiables, certaines manipulations sont nécessaires. Voici la démarche suivie :

La mise sous tension

Comme les appareils fonctionnent à haute tension, une mise sous tension est capitale. Tout d'abord, les alimentations doivent être préchauffées. Le bouton "Standby" permet alors d'augmenter la tension aux bornes de l'alimentation sans toutefois en libérer aux photomultiplicateurs. Nous avons préchauffé les deux alimentations à 1 000V. Une fois cette précaution atteinte, une DEL nous l'indiquant, on peut délivrer à l'aide du bouton "high voltage" la tension vers les photomultiplicateurs. Ils sont alors capables de capter les photons émis par la guirlande, et plus précisément la diode bleue, qui clignote.

Trouver un signal

Les photomultiplicateurs envoient un signal électrique vers l'oscilloscope. En réglant correctement ce dernier, nous obtenons un signal sur l'écran proportionnel au nombre de photons reçu. Un signal se déclenche dès lors qu'un photon (ou plus rarement un parasite) atteint le photomultiplicateur. Chaque événement de ce type est appelé trigger (déclenchement). Nous pouvons faire varier la quantité de triggers, c'est-à-dire choisir la quantité de déclenchements pris en compte : plus on a de triggers, plus le signal sera précis, et inversement (un signal précis n'est pas forcément le meilleur réglage, car tous les parasites sont alors compris dans le signal affiché sur l'écran). On peut aussi faire varier la vitesse de balayage de l'appareil, soit le temps que le signal lumineux mettra pour parcourir un carreau sur l'écran (un balayage très rapide permet d'afficher un signal en continu, et est plus propice à des mesures). Enfin, il est aussi possible de choisir l'intensité du signal lumineux affiché (utile sir ce signal est très faible car il ressort d'avantage, ou s'il est très intense car on pourra dimunuer son intensité), et la précision de l'écran (le "focus", qui permet de rendre un signal plus ou moin flou).

Le signal
photo
Copyright : TPE Aurore

Une fois tous ces réglages effectués pour une vision optimale, nous avons fait apparaître sur l'écran les signaux des deux photomultiplicateurs simultanément. Afin d'éviter qu'ils soient confondus, nous avons inversé l'un des deux signaux (nous l'avons fait pointer vers le haut au lieu du bas). Malheureusement, nous n'avons pas pu observer les deux signaux simultanément à balayage rapide, à cause d'un problème au niveau des PM (apparement, ils sont saturés en photons). Cependant, la mesure de l'atténuation parait possible à balayage lent donc il est possible de continuer l'expérience.

Le réglage de la tension

L'oscilloscope maintenant réglé, il faut faire varier la tension des alimentations (sans jamais dépasser 1500V !!), afin d'observer deux signaux de même amplitude. En effet, l'eau ne faisant pas encore partie du montage, nous devons normalement constater le même résultat sur l'écran de notre oscilloscope. Voila pourquoi la première alimentation délivre une tension de 1350V ; et la deuxième une de 1330V.

Les mesures

Tout est prêt, nous pouvons procéder à l'intégration de l'eau dans le montage. Nous versons à l'aide du tuyau et d'un entonnoir les 652mL d'eau qui correspondent à 2.3cm d'épaisseur dans le cristallisoir. Normalement, nous devons alors observer une diminution du nombre de photons qui atteignent le photomultiplicateur grâce à l'écran de l'oscilloscope. Une fois la mesure réalisée, nous avons procédé de même avec les trois autres couleurs.

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