E. INTERFERENCES:

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E. INTERFERENCES:
I. REVUE DES DIFFERENTS INTERFEROMETRES:
I.1 Interférences par division du front d’onde:
• Fentes de Young:
y
L’appareillage consiste en deux fentes minces éclairées créant des figures d’interférences sur l’écran. Grâce à la
formule ∆ ∆m
a
sy λ =
(valable aux petits angles), vue au cours théorique, il est aisé de mesurer la longueur
d’onde de la lumière utilisée, si on prend
∆m=1
• Miroirs de Fresnel:
Il s’agit de deux miroirs ayant un petit angle entre eux de telle manière que les faisceaux qu’ils réfléchissent
interfèrent entre eux. Un écran empêche le faisceau direct de gêner les observations.

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• Miroir de Lloyd:
Il s’agit de faire des interférences entre le faisceau direct et le faisceau réfléchi par un miroir plan. Voici un
exemple de ce que cela donne:
I.2 Interférences par division d’amplitude:
• Interféromètre de Michelson:

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L’appareil est constitué d’une lame semi-transparente divisant le rayon lumineux en deux bras frappant
chacun un miroir plan et revenant interférer après être repassés au travers de la lame précitée. La lame
compensatrice n’est là que pour assurer d’avoir la même distance parcourue. On peut mesurer la longueur
d’onde utilisée en augmentant la longueur de l’un des bras afin de « faire rentrer » un certain nombre de
cercles d’interférence. Une relation a été établie au cours théorique:
2d m= λ
où m est le nombre de cercles
« rentrés », et d la distance entre les deux miroirs ramenés le long du même axe.
II. EXPERIENCE:
Pour la manipulation concernant les fentes de Young, la mesure de l'interfrange nous a permis de déterminer
la longueur d'onde du laser utilisé sur base de la formule énoncée plus haut. Malheureusement, nous avons
égaré le résultat numérique de cette expérience, et ne pouvons donc les présenter ici. Néanmoins, nous avons
trouvé une réponse ayant un bon ordre de grandeur.
Quant au Michelson, nous avons compté 100 cercles « rentrants » et obtenu:
d = 3.125 10-5m ⇒ λ = 625 nm
d = 3.195 10-5 m ⇒ λ = 639 nm
Ce qui donne une valeur moyenne de 632 nm. Nous avions utilisé un laser He-Ne (λ = 632.8 nm).
III. COMMENTAIRES:
• Nous avons obtenu les figures de diffraction attendues ainsi que de bons résultats pour la recherche de la
longueur d’onde du laser.
• Nous nous sommes rendu compte de petits détails pratiques qui font le « charme » de l’expérimentation.
Par exemple, nous avons eu des difficultés pour mesurer les fentes (Young) au microscope. En effet, une
brouette de poussière y résidait, et tenace avec ça!.
• Nous avons également pu constater la sensibilité du Michelson aux vibrations, à la chaleur dégagée par
nos corps, ...
• Enfin, il fut intéressant de rivaliser d’ingéniosité, parfois, pour trouver la bonne position des éléments du
dispositif ... pour que ça tienne!
F. DIFFRACTION:
I. BUT DU LABORATOIRE:

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Dans ce laboratoire, nous allons faire quelques manipulations nous permettant d’avoir un acquit un peu plus
concret des diffractions de Fresnel et de Fraunhofer. Nous allons « jouer » avec différents objets diffractants et
observer le résultat sur un écran. Nous avons aussi eu la chance d’utiliser une caméra CCD reliée à un
ordinateur, ceci nous permettant de présenter dans ce rapport les images prises le jour du laboratoire.
II EXPERIENCE:
II.1 Mode opératoire:
La diffraction de Fraunhofer est celle qui implique des ondes incidentes planes. Plusieurs méthodes s’offrent à
nous pour réaliser cela: soit mettre l’objet très loin de la source, soit utiliser une lentille dont la source
occupe le foyer en amont de l’objet diffractant. C’est cette deuxième solution que nous avons retenue.
La diffraction de Fresnel, quant à elle, est créée par des ondes incidentes sphériques. Nous nous bornerons ici
à ne donner que l’image représentant le résultat du passage d’une telle onde au travers d’une lentille de
Fresnel, c’est à dire une plaque de verre sur laquelle a été représenté plusieurs fois une zone découpée en
zones de Fresnel.
II.2 Résultats:
Fraunhofer:
• diffraction par une fente:
Cette figure correspond bien à celle attendue suite au cours théorique.
• Diffraction par un trou de 640 µm de diamètre

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• diffraction par un trou de 480 µm de diamètre
• diffraction par un trou de 350 µm de diamètre
Comme nous pouvons le constater, plus la taille du trou diminue, plus le diamètre de la tache augmente. De
plus, nous pouvons aisément vérifier que 84% de l’intensité se situe dans la tache centrale, appelée tache ou
disque d’Airy.