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10.4. Interférences lumineuses et photons
10.4 INTERFÉRENCES LUMINEUSES ET PHOTONS
Comment concilier un phénomène aussi intrinsèquement ondulatoire qu'une interférence avec la granularité introduite par la présence du photon ? C'est ce que nous
allons analyser plus en détail dans ce paragraphe.
-+
-+
Considérons deux ondes lumineuses planes, de vecteurs d'onde k 1 et k1, se propageant dans des directions différentes du plan xOz, inclinées d' un angle (}de part
et d' autre de l'axe Oz. Elles se superposent donc dans une partie de l'espace (figure 10.8). D'un point de vue expérimental, on peut par exemple superposer deux
faisceaux lasers, ou bien envoyer un faisceau préalablement élargi sur un biprisme de
Fresnel (figure 10.Sb), qui est formé de deux prismes de verre identiques P 1 et P2
accolés par leurs bases et qui dévient les parties supérieures et inférieures du faisceau
lumineux incident dans des directions symétriques par rapport à 1' axe de propagation
initial.
a)
b)
I
r---------- --/
--1
1
1
1
1
1
1
1
--X
--X
•
----·",
-----\
I
I
------1'
z
Figure 10.8 - a) Superposition de deux ondes planes ayant des directions de
propagation, donc des vecteurs d'onde k 1 et k 2 , symétriques par rapport à Oz. b)
Production de deux ondes planes symétriques à l'aide d'un faisceau lumineux élargi se
réfractant dans deux prismes de verre P 1 et P 2 symétriques.
10.4.1 Interférence entre deux ondes planes : approche
classique
Envisageons tout d'abord la lumière comme une onde, que nous supposerons de pulsation w et de vecteur d'onde k. Les vecteurs d' onde des deux ondes planes ont pour
composantes cartésiennes ( - k sin (},0,k cos B) et (k sin (},0,k cos B). Leurs amplitudes
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