CHAPITRE 6 – INTRODUCTION AU MONDE QUANTIQUE
Une source ponctuelle, quasiment monochromatique, éclaire un écran opaque percé de deux
fentes rectilignes identiques, très fines, derrière lesquelles on place un écran parallèle au plan
des fentes. Sur l’écran on observe des franges rectilignes parallèles aux fentes.
source
ponctuelle
fentes de
Young
écran
M
Figure 6.6 – Principe de l’expérience des fentes de Young.
L’explication qualitative du phénomène est la suivante : en tout point M de l’écran parviennent deux ondes qui sont diffractées par les deux fentes de Young. Les longueurs des
deux rayons lumineux entre la source et M sont différentes, donc les deux ondes sont décalées dans le temps ce qui se traduit par un déphasage qui dépend de la position de M sur
l’écran.
On observe ainsi des franges brillantes, au centre desquelles le déphasage est un multiple
de 2π (condition d’interférence constructrice) et des franges sombres au centre desquelles le
déphasage est un multiple impair de π (condition d’interférence destructrice).
b) Construction d’une figure d’interférences photon par photon
(a)
( b)
Figure 6.7 – Franges d’interférences : (a) d’après le calcul de l’optique ondulatoire,
(b) avec 7500 photons environ (simulations numériques de l’auteur).
Que voit-on si l’on réalise l’expérience des fentes de Young (ou une autre expérience d’interférences lumineuses) avec une source envoyant très peu de photons ? L’expérience peut
être réalisée avec une source classique atténuée ou avec une source de photons uniques. On
enregistre la figure sur un capteur CCD très sensible. Le temps de pose détermine le nombre
214
Une source ponctuelle, quasiment monochromatique, éclaire un écran opaque percé de deux
fentes rectilignes identiques, très fines, derrière lesquelles on place un écran parallèle au plan
des fentes. Sur l’écran on observe des franges rectilignes parallèles aux fentes.
source
ponctuelle
fentes de
Young
écran
M
Figure 6.6 – Principe de l’expérience des fentes de Young.
L’explication qualitative du phénomène est la suivante : en tout point M de l’écran parviennent deux ondes qui sont diffractées par les deux fentes de Young. Les longueurs des
deux rayons lumineux entre la source et M sont différentes, donc les deux ondes sont décalées dans le temps ce qui se traduit par un déphasage qui dépend de la position de M sur
l’écran.
On observe ainsi des franges brillantes, au centre desquelles le déphasage est un multiple
de 2π (condition d’interférence constructrice) et des franges sombres au centre desquelles le
déphasage est un multiple impair de π (condition d’interférence destructrice).
b) Construction d’une figure d’interférences photon par photon
(a)
( b)
Figure 6.7 – Franges d’interférences : (a) d’après le calcul de l’optique ondulatoire,
(b) avec 7500 photons environ (simulations numériques de l’auteur).
Que voit-on si l’on réalise l’expérience des fentes de Young (ou une autre expérience d’interférences lumineuses) avec une source envoyant très peu de photons ? L’expérience peut
être réalisée avec une source classique atténuée ou avec une source de photons uniques. On
enregistre la figure sur un capteur CCD très sensible. Le temps de pose détermine le nombre
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