Chapitre 14 • Interférences et diffraction des ondes lumineuses
14.2 INTERFÉRENCES LUMINEUSES À DEUX ONDES
14.2.1 Expérience d’Young
Le début du XIX
e siècle connaît une véritable révolution du point de vue des idées en
optique. L’anglais Thomas Young, au cours de ses études de médecine, s’intéresse au
mécanisme de la vision et à la nature de la lumière. En étudiant les irisations produites
par une lame mince d’épaisseur variable, déjà décrites par Newton, il a l’intuition
que la lumière réfléchie sur le premier dioptre de la lame et celle réfléchie sur le
second peuvent s’additionner de telle manière que leurs effets se détruisent en certains
endroits, et, au contraire, se renforcent en d’autres. La théorie avancée par Newton pour
expliquer ces irisations ne pouvait en aucun cas expliquer la présence de zones sombres.
Young fit passer la lumière issue d’une source ponctuelle à travers deux petits trous
voisins percés dans un écran opaque (expérience d’Young). Les deux trous agissent alors
comme deux sources ponctuelles émettant de la lumière dans deux cônes divergents par
diffraction
Voir § 14.3
. Là où ces cônes se superposent, il apparaît une alternance de traits sombres
et clairs, appelés « franges d’interférences », à l’intérieur d’anneaux de diffraction
(Fig. 14.1).
a)
b)
Figure 14.1 Expérience d’Young
La superposition des cônes de lumière diffractés par les trous donne des franges d’interférence rectilignes à l’intérieur d’un système d’anneaux de diffraction concentriques.
Young a formulé une « loi d’interférences » qui rend compte de cette observation
Th. Young, in
Philosophical
Transactions
(1802), cité
par V. Ronchi
dans Histoire
de la Lumière
(1956),
Ed. J. Gabay.
:
Loi d’interférences de Young
« Lorsque deux portions de la même lumière arrivent à l’œil par des voies différentes (...), la lumière est au maximum d’intensité lorsque la différence des chemins
parcourus est un multiple d’une certaine longueur, et au minimum d’intensité pour
l’état intermédiaire des portions interférentes »
292
“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 292 — #302
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14.2 INTERFÉRENCES LUMINEUSES À DEUX ONDES
14.2.1 Expérience d’Young
Le début du XIX
e siècle connaît une véritable révolution du point de vue des idées en
optique. L’anglais Thomas Young, au cours de ses études de médecine, s’intéresse au
mécanisme de la vision et à la nature de la lumière. En étudiant les irisations produites
par une lame mince d’épaisseur variable, déjà décrites par Newton, il a l’intuition
que la lumière réfléchie sur le premier dioptre de la lame et celle réfléchie sur le
second peuvent s’additionner de telle manière que leurs effets se détruisent en certains
endroits, et, au contraire, se renforcent en d’autres. La théorie avancée par Newton pour
expliquer ces irisations ne pouvait en aucun cas expliquer la présence de zones sombres.
Young fit passer la lumière issue d’une source ponctuelle à travers deux petits trous
voisins percés dans un écran opaque (expérience d’Young). Les deux trous agissent alors
comme deux sources ponctuelles émettant de la lumière dans deux cônes divergents par
diffraction
Voir § 14.3
. Là où ces cônes se superposent, il apparaît une alternance de traits sombres
et clairs, appelés « franges d’interférences », à l’intérieur d’anneaux de diffraction
(Fig. 14.1).
a)
b)
Figure 14.1 Expérience d’Young
La superposition des cônes de lumière diffractés par les trous donne des franges d’interférence rectilignes à l’intérieur d’un système d’anneaux de diffraction concentriques.
Young a formulé une « loi d’interférences » qui rend compte de cette observation
Th. Young, in
Philosophical
Transactions
(1802), cité
par V. Ronchi
dans Histoire
de la Lumière
(1956),
Ed. J. Gabay.
:
Loi d’interférences de Young
« Lorsque deux portions de la même lumière arrivent à l’œil par des voies différentes (...), la lumière est au maximum d’intensité lorsque la différence des chemins
parcourus est un multiple d’une certaine longueur, et au minimum d’intensité pour
l’état intermédiaire des portions interférentes »
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“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 292 — #302
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