1 Compléments sur les interférences et la diffraction : Une

Compléments sur les interférences et la diffraction :
Une caractéristique très importante du mouvement ondulatoire est le phénomène d’interférences. Il se
produit quand deux ou plusieurs ondes coexistent dans l’espace et dans le temps. Le phénomène
d’interférences intervient dans de nombreux domaines : optique, sismologie, phénomène de marée …
Nous l’avons mis en évidence à travers la superposition d’ondes mécaniques à la surface d’un
liquide : cf expérience avec la cuve à ondes
Le vibreur alimenté par le générateur met en oscillation deux pointes E1 et E2 qui frappent
périodiquement la surface de l’eau. Grâce au miroir, on observe sur l’écran (verre dépoli) des zones
claires et des zones sombres.
Chaque pointe émet des ondes circulaires qui se propagent radialement à partir du point source E
(cercles de centre E). On admet que les ondes ne se réfléchissent pas sur les bords de la cuves, elles
progressent à partir du point E (1 ou 2) à la vitesse radiale c constante :
c ≈ 0,3 m.s −1 , indépendante de la fréquence du vibreur et de l’épaisseur du film d’eau.
Pour f = 50 Hz, on peut calculer λ = c/f = 6 mm.
Chaque pointe vibrante est la source d’un grand nombre de cercles concentriques de centre E
Les deux pointes vibrantes sont reliées au même vibreur, elles ont un mouvement parfaitement
synchronisé : ⇒ Les ondes sont émises en phase, les deux sources sont synchrones
La figure obtenue résultant de la superposition des ondes est composée de lignes fixes et incurvées
alternativement sombres et claires, situées de part et d’autre d’une ligne claire rectiligne.
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Et pour compléter :
http://www.sciences.univnantes.fr/sites/genevieve_tulloue/Ondes/cuve_ondes/interference_ondes_circulaires.html
On peut se demander ce que donne le même dispositif mais avec des ondes lumineuses : (vous
l’étudierez l’an prochain)
Vous remarquerez que le phénomène d'interférences n’existe que parce qu’il y a diffraction !
Si S est une source ponctuelle de lumière blanche, qui éclaire deux trous S1 et S2. Les vibrations
cohérentes diffractées par S1 et S2 produisent, sur un écran, des franges pratiquement rectilignes. A
chaque radiation monochromatique correspond un système de franges et tous ces systèmes s'ajoutent
en intensité. Si O est sur l'axe de symétrie du montage, la différence de marche est nulle en O pour
toutes les radiations. On a en O une frange brillante blanche. Si on s'écarte de la frange blanche
centrale, on observe des franges colorées et à chaque valeur de la différence de marche correspond
une teinte déterminée.
L’image qui suit, est extraite de l'Atlas de phénomènes d'optique, édition Springer-Verlag New-York
-ISBN 0-387-05366-2 :
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La même chose avec une source de lumière monochromatique :
L’expérience est nommée "expérience des trous de Young", en référence à Thomas Young (17731829) qui découvrit le phénomène en 1803.
Pour terminer ces compléments une belle image de diffraction avec le laser :
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et pour compléter sur la diffraction :
http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/Ondes/cuve_ondes/diffraction.html
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