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TSG – Optique – O6 : diffraction et interférences
De façon plus rigoureuse, on utilise le critère de séparation suivant :
Les deux taches sont distinctes
Les deux taches sont encore
distinctes : le maximum de la tache
A’ correspond au premier
minimum de la tache B’. On est à
la limite de séparation
Les deux taches se confondent.
Les images A' et B' de deux points seront donc séparées par l'instrument si la distance (= A’B’) est
supérieure au rayon d/2 des taches centrales de diffraction.
On veut donc :
Soit : >
, où est le diamètre de l’objectif.
Plus
est faible, plus il sera possible de différencier deux images proches.
Notons qu'améliorer le pouvoir séparateur d'un instrument n'a d'intérêt que dans la mesure où le récepteur
(rétine de l’œil, plaque photographique, cellules CCD) est apte à séparer à son tour les images A’ et B’. Par exemple,
pour l’œil, le pouvoir de séparation est de 1’ (soit 3.10-4 rad).
B- Les interférences
1. Description
Il y a interférences en tout point d'un milieu où se superposent deux ondes de même nature et de même
fréquence.
Les interférences s’observent avec deux sources lumineuses cohérentes c’est-à-dire de même fréquence et
possédant une différence de phase constante (voire nulle si les deux sources sont en phase).
Pour cela, il est nécessaire de se placer dans des conditions bien particulières :
la source lumineuse est peu étendue,
on décompose le faisceau lumineux, soit avec un système de miroirs, soit avec un système composé de
deux trous circulaires ou de deux fentes parallèles (fentes d’Young).
Dans ce cas, on observe des interférences : à certains endroits où les deux faisceaux lumineux se superposent,
on observe des zones obscures.
Par conséquent, pour augmenter le pouvoir de résolution des instruments, il faut choisir des objectifs de
grand diamètre.