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Comment vérifier la distance qui sépare deux pixels d’un écran de smartphone ?

Cette activité expérimentale utilise la diffraction de la lumière sur les pixels des samrtphones

Matériel :

-Pointeur laser ;

-Smartphone ;

-Mettre ruban ;

-Ecran blanc. 

 

Contexte :

Lorsqu’on observe la figure obtenue par réflexion d’un faisceau laser sur l’écran d’un téléphone portable, on obtient une figure de diffraction par les pixels de ce dernier qui se répètent périodiquement dans les deux directions de l’écran.

Comment l’exploiter pour en déduire les distances séparant deux pixels ? 

Image 1: figure de diffraction d'une lumière laser sur l'écran d'un smartphone

 

Doc.1 : Caractéristiques d’une écran d’iPhone 5S 

Doc. 2  Diffraction par réflexion

En première approximation, si D est la distance qui sépare l’écran du Smartphone et l’écran de projection, l’interfrange i est donnée par la relation et si D>>a, alors :

avec a la distance qui sépare deux pixels. 

 

Mesures avec un pointeur laser de cours de longueur d’onde l=650 nm

Vue du dessus

Vue de profil : faisceau légèrement incliné vers le haut pour que le rayon réfléchi ne soit pas intercepté par le laser.

Remarque : une première réflexion a lieu sur la vitre du téléphone mais ne donne pas lieu à un phénomène de diffraction. Seule une seconde tâche centrale peut apparaître.

 

Calculs :

Avec les données, dans le sens de la hauteur, il y a 1360 pixels sur 9,0 cm, soit athéo=66 µm entre deux pixels.

 

Sur l’écran 6 i = 4,0 cm soit i =0,67 cm pour D = 71 cm pour la diffraction dans la direction horizontale donc avec les pixels alignés sur la verticale de l’écran. 

Ainsi: 

Remarque : La mesure peut aussi être faite sur les pixels alignés selon l’horizontale de l’écran qui ne sont pas séparés de la même distance.