i
i
i
i
i
i
i
i
6. INTERFÉRENCES NON LOCALISÉES ET INTERFÉRENCES LOCALISÉES
Le principe des interférences étudiées au paragraphe précédent est toujours le même :
il consiste, à partir d’une source ponctuelle, à "découper" deux zones géométriquement
distinctes de la surface d’onde d’une onde émise par cette source. C’est pourquoi on les
appelle des interférences par division de front d’onde. Avec ces dispositifs, on peut
observer les interférences dans toute une région de l’espace. Dans l’expérience du 5.1, on
observe des interférences sur l’écran (P) quelle que soit sa position, c’est-à-dire quelle que
soit la valeur de D. Il en est de même pour l’expérience décrite sur la figure p. 560 (toutefois
les interférences ne peuvent être observées qu’à l’intérieur du champ d’interférences).
Aussi ces interférences sont appelées interférences non localisées (c’est-à-dire dont
l’observation n’est pas localisée à une surface donnée). De plus dans le cas particulier des
trous de Young, ces interférences ne peuvent pas être observées avec une source étendue.
T 1
T 2
S
F 1
F 2
Si l’on veut utiliser une source étendue (c’est-à-dire une source
qui soit une surface émettrice, sans limitation de taille de cette
surface dans l’une ou l’autre direction), on doit donc procéder autrement. Considérons un point S d’une surface émettrice
(figure ci-contre). Pour observer des interférences, il faut au
moins faire interférer 2 rayons lumineux issus de cette source
ponctuelle S. On appellera ST 1 et ST 2 ces 2 rayons. On a vu
(p. 556) qu’on peut encore observer les franges créées par les interférences entre ces 2
rayons avec une fente source, à condition que cette fente soit perpendiculaire au plan
ST 1 T 2 . Pour observer des interférences avec la source étendue, il faut en particulier qu’on
puisse observer des interférences avec les 2 fentes sources F 1 et F 2 , perpendiculaires (cf.
figure ci-dessus). Il faut donc que ST 1 et ST 2 soient simultanément perpendiculaires à F 1
et à F 2 . Ceci implique que ST 1 et ST 2 soient confondus. Les interférences sont alors obtenues en partageant la lumière partant dans la même direction ST 1 = ST 2 en deux (par
exemple avec une lame séparatrice), et en faisant interférer les deux faisceaux cohérents
ainsi obtenus. Ces interférences sont appelées interférences par division d’amplitude. Ce
sont les seules qui peuvent être observées avec une source étendue. Par contre, une source
étendue présente une incohérence spatiale (les différents points de la source étendue sont
des sources ponctuelles incohérentes). On ne peut alors observer les interférences que sur
une surface donnée (le lieu des points où les 2 rayons issus du partage de la lumière émise
dans la direction ST 1 = ST 2 se recoupent). Ces interférences sont donc localisées. On
a ainsi justifié l’existence de 2 types d’interférences (cf. introduction du 5., p. 546) :
Interférences
Localisation Observées avec une source étendue
par division de front d’onde non localisées
non
par division d’amplitude
localisées
oui
7. OPTIQUE ONDULATOIRE
561
i
i
i
i
i
i
i
6. INTERFÉRENCES NON LOCALISÉES ET INTERFÉRENCES LOCALISÉES
Le principe des interférences étudiées au paragraphe précédent est toujours le même :
il consiste, à partir d’une source ponctuelle, à "découper" deux zones géométriquement
distinctes de la surface d’onde d’une onde émise par cette source. C’est pourquoi on les
appelle des interférences par division de front d’onde. Avec ces dispositifs, on peut
observer les interférences dans toute une région de l’espace. Dans l’expérience du 5.1, on
observe des interférences sur l’écran (P) quelle que soit sa position, c’est-à-dire quelle que
soit la valeur de D. Il en est de même pour l’expérience décrite sur la figure p. 560 (toutefois
les interférences ne peuvent être observées qu’à l’intérieur du champ d’interférences).
Aussi ces interférences sont appelées interférences non localisées (c’est-à-dire dont
l’observation n’est pas localisée à une surface donnée). De plus dans le cas particulier des
trous de Young, ces interférences ne peuvent pas être observées avec une source étendue.
T 1
T 2
S
F 1
F 2
Si l’on veut utiliser une source étendue (c’est-à-dire une source
qui soit une surface émettrice, sans limitation de taille de cette
surface dans l’une ou l’autre direction), on doit donc procéder autrement. Considérons un point S d’une surface émettrice
(figure ci-contre). Pour observer des interférences, il faut au
moins faire interférer 2 rayons lumineux issus de cette source
ponctuelle S. On appellera ST 1 et ST 2 ces 2 rayons. On a vu
(p. 556) qu’on peut encore observer les franges créées par les interférences entre ces 2
rayons avec une fente source, à condition que cette fente soit perpendiculaire au plan
ST 1 T 2 . Pour observer des interférences avec la source étendue, il faut en particulier qu’on
puisse observer des interférences avec les 2 fentes sources F 1 et F 2 , perpendiculaires (cf.
figure ci-dessus). Il faut donc que ST 1 et ST 2 soient simultanément perpendiculaires à F 1
et à F 2 . Ceci implique que ST 1 et ST 2 soient confondus. Les interférences sont alors obtenues en partageant la lumière partant dans la même direction ST 1 = ST 2 en deux (par
exemple avec une lame séparatrice), et en faisant interférer les deux faisceaux cohérents
ainsi obtenus. Ces interférences sont appelées interférences par division d’amplitude. Ce
sont les seules qui peuvent être observées avec une source étendue. Par contre, une source
étendue présente une incohérence spatiale (les différents points de la source étendue sont
des sources ponctuelles incohérentes). On ne peut alors observer les interférences que sur
une surface donnée (le lieu des points où les 2 rayons issus du partage de la lumière émise
dans la direction ST 1 = ST 2 se recoupent). Ces interférences sont donc localisées. On
a ainsi justifié l’existence de 2 types d’interférences (cf. introduction du 5., p. 546) :
Interférences
Localisation Observées avec une source étendue
par division de front d’onde non localisées
non
par division d’amplitude
localisées
oui
7. OPTIQUE ONDULATOIRE
561