Chapitre 14 • Interférences et diffraction des ondes lumineuses
La forme de l’intensité obtenue dans le cas de deux longueurs d’onde se généralise,
et on obtient, dans le cas où l’intensité associée à chaque onde interférant est la même :
I (M, t) = I 0
1 + V (d) × cos
2p
l
d
où l est la longueur moyenne du rayonnement. On retrouve les deux termes « somme
des intensités » et « terme d’interférences ». Le cosinus est modulé par une fonction
V(d) dont la forme dépend du contenu en longueurs d’onde de la source. Cette fonction
modulante est, par définition, la visibilité des franges d’interférences. Son étude permet de remonter à la longueur d’onde moyenne du rayonnement ainsi qu’à sa largeur
spectrale (Fig. 14.5).
Figure 14.5 Interférences pour une
source possédant un continuum de
longueurs d’ondes
L’enveloppe V (d) a été représentée. Elle module
le cosinus d’interférence de période l. Sa largeur
est reliée à la largeur du contenu en longueurs
d’onde de la source.
14.2.4 Élargissement spatial de la source – Franges localisées
On considère cette fois une source monochromatique mais non ponctuelle (source
élargie). Deux atomes voisins de la source émettent des rayonnements qui produisent
chacun un système d’interférences à travers un dispositif interférentiel. Les intensités
associées à différents atomes de la source s’additionnent sans interférer (on dit que
ces atomes sont incohérents entre eux). Dans le cas général, on a une superposition
sur l’écran de systèmes de franges décalés en fonction de la position dans la source
des atomes qui les produisent. Cela conduit à un mélange qui brouille l’intensité, et
les franges disparaissent. Il existe cependant des surfaces particulières où les franges
restent observables malgré l’extension spatiale de la source : on parle alors de franges
localisées.
14.3 DIFFRACTION DES ONDES LUMINEUSES
14.3.1 Principe de Huygens-Fresnel
Reprenons l’expérience d’Young présentée au § 14.2.1 (Fig. 14.1). La lumière provenant
de la source ponctuelle est réémise dans deux cônes dont les sommets sont les trous
percés dans la plaque opaque. (C’est la superposition de la lumière issue de ces deux
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“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 298 — #308
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La forme de l’intensité obtenue dans le cas de deux longueurs d’onde se généralise,
et on obtient, dans le cas où l’intensité associée à chaque onde interférant est la même :
I (M, t) = I 0
1 + V (d) × cos
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l
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où l est la longueur moyenne du rayonnement. On retrouve les deux termes « somme
des intensités » et « terme d’interférences ». Le cosinus est modulé par une fonction
V(d) dont la forme dépend du contenu en longueurs d’onde de la source. Cette fonction
modulante est, par définition, la visibilité des franges d’interférences. Son étude permet de remonter à la longueur d’onde moyenne du rayonnement ainsi qu’à sa largeur
spectrale (Fig. 14.5).
Figure 14.5 Interférences pour une
source possédant un continuum de
longueurs d’ondes
L’enveloppe V (d) a été représentée. Elle module
le cosinus d’interférence de période l. Sa largeur
est reliée à la largeur du contenu en longueurs
d’onde de la source.
14.2.4 Élargissement spatial de la source – Franges localisées
On considère cette fois une source monochromatique mais non ponctuelle (source
élargie). Deux atomes voisins de la source émettent des rayonnements qui produisent
chacun un système d’interférences à travers un dispositif interférentiel. Les intensités
associées à différents atomes de la source s’additionnent sans interférer (on dit que
ces atomes sont incohérents entre eux). Dans le cas général, on a une superposition
sur l’écran de systèmes de franges décalés en fonction de la position dans la source
des atomes qui les produisent. Cela conduit à un mélange qui brouille l’intensité, et
les franges disparaissent. Il existe cependant des surfaces particulières où les franges
restent observables malgré l’extension spatiale de la source : on parle alors de franges
localisées.
14.3 DIFFRACTION DES ONDES LUMINEUSES
14.3.1 Principe de Huygens-Fresnel
Reprenons l’expérience d’Young présentée au § 14.2.1 (Fig. 14.1). La lumière provenant
de la source ponctuelle est réémise dans deux cônes dont les sommets sont les trous
percés dans la plaque opaque. (C’est la superposition de la lumière issue de ces deux
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