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1 Sur une plage de Tel Aviv, (Israël), on peut très bien voir le phénomène de diffraction.

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1 1 Sur une plage de Tel Aviv, (Israël), on peut très bien voir le phénomène de diffraction.

2 2 Cohérence (section 6.7) Retour sur la notion dinterférence (section 6.1) Lexpérience de Young (section 6.3) Lintensité lumineuse dans lexpérience de Young (section 6.4)

3 3 Rappel Deux ondes de même fréquence et de même longueur donde mais déphasées (lune p/r à lautre) se combinent. Le résultat est une fonction harmonique dont lamplitude dépend de cette différence de phase. Si T = 0, 2, 4, … -> Interférence constructive (A T = 2A) Si T =, 3, 5, … -> Interférence destructive (A T = 0)

4 4 a) Différence de marche (différence de parcours ) Interférence Constructive (Intensité maximale) Interférence Destructive (Intensité minimale) = m (m = 0, ±1, ±2, …) = (m + ½) (m = 0, ±1, ±2, …)

5 5 b) Conditions initiales entre les deux sources S --» Bien souvent les sources sont en phases --» S = 0 c) Réflexion Un rayon de lumière réfléchi par un milieu dindice de réfraction supérieur à celui du milieu incident (n 1 < n 2 ) subit un déphase de ( R = ). La réflexion par un milieu dindice de réfraction inférieur à celui du milieu incident (n 1 > n 2 ) ne subit aucun déphase ( R = ). Il faut donc considérer ces 3 possibilités !

6 6 Conditions dobservation Le phénomène dinterférence est observable si les 2 sources sont cohérentes, sinon la différence de phase varie avec le temps. Définition: Deux sources qui émettent des ondes de même fréquence et qui ont un déphasage constant sont dites « cohérentes ». Bien souvent, on utilise une même source !

7 7 Exemples de faisceau cohérent la lumière laser le rayonnement synchrotron généré par un onduleur Exemples de faisceau, ou de source, incohérent la lumière solaire la lumière émise par une ampoule une diode électroluminescente (sauf pour la diode laser)

8 8 La lumière laser a également une grande cohérence spatiale : deux points de la source placés normalement à la direction de propagation produisent des vibrations lumineuses en accord de phase.

9 9 Lémission de lumière par un laser seffectue par des trains donde très longs, beaucoup plus longs que ceux émis par une source ordinaire (bonne cohérence temporelle). Cela joue sur la monochromaticité.

10 10 Lorsque deux ondes de propagation se superposent, elles interfèrent entre elles, en formant alors une onde résultante dont la valeur, en chaque point de lespace, égale la somme des valeurs prises par chaque onde individuelle.

11 11 Un dispositif à deux fentes (dispositif de Young), éclairé par un faisceau de lumière cohérente, produira une figure d'interférence formée de franges brillantes et sombres.

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13 13 Frange brillante Frange sombre

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17 17 Position des maxima: Position des minima: (où m = 0, 1, 2, 3, …) Distance entre deux maxima consécutifs sur lécran (pour des petits angles) animation

18 18 Supposons que les fentes sont suffisamment étroites pour que la lumière diffractée par chaque fente se propage uniformément sur lécran. Par conséquent, les amplitudes des champs en un point quelconque de lécran sont égales, on obtient en un point donné de lécran: Où la différence de phase dépend de la différence de marche Avec: Si lécran est éloigné des fentes, on trouve:

19 19 On trouve le champ résultant à partir du principe de superposition: En utilisant lidentité trigonométrique suivante: On trouve: Puisque lintensité dune onde est proportionnelle au carré de lamplitude on obtient:

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21 21 Deux sources ponctuelles de Young sont distantes de 0,2mm. Lécran dobservation est située à 1 mètre du système à deux fentes. Si lon mesure que la 3 ième frange brillante (ordre 3) est à 7,0 mm de la frange centrale, calculez la longueur donde de la lumière utilisée. Doù = 467 nm Soit: b) Le même montage est utilisé (avec une autre longueur donde), mais cette fois cest la 3 ième frange sombre qui est à 7 mm de la frange centrale. Quelle est la nouvelle longueur donde de la lumière utilisée ? Soit: Doù = 560 nm

22 22 Une feuille de mica (n = 1,58) est utilisée pour recouvrir une des fentes dans un dispositif à fente double. Le point situé au centre de lécran est maintenant occupé par lancienne neuvième frange sombre. Si = 550 nm, déterminez lépaisseur e de la feuille de mica. Ici, = e ( n – 1) = 8,5 Alors e = 8,06 x m.

23 23 Faire les exemples: 6.1, 6.2 et 6.3 Répondre aux questions: 1, 2, 7, 10 et 11 Les exercices: 1, 3, 4, 5, 9, 11, 13, 16, 19, 21, 23 et 24. Résolvez les problèmes suivants: 3, 11 et 12


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