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PROPRIETES DES ONDES I. La diffraction 1. Définition Animation sur la diffraction dans une cuve à ondes.

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2 PROPRIETES DES ONDES

3 I. La diffraction 1. Définition Animation sur la diffraction dans une cuve à ondes

4 Lorsquune onde rencontre un obstacle de petite dimension, sa direction de propagation est modifiée : cest le phénomène de diffraction. La diffraction est un phénomène caractéristique des ondes. Le phénomène de diffraction dépend de la longueur donde λ de londe incidente et de la dimension « a » de lobstacle. Il est dautant plus marqué que « a » est voisin ou inférieur à λ a λ (voire inférieur) => Diffraction a > λ => Pas de diffraction a a 2. Influence de λ et de la dimension de lobstacle

5 La diffraction étant caractéristique des ondes, cette expérience montre le caractère ondulatoire de la lumière. Expérience : laser + fente 3. Cas de la lumière On observe sur lécran une série de taches. La tache centrale est beaucoup plus lumineuse que les taches secondaires et elle est deux fois plus large. La direction de propagation de la lumière a été modifiée, cest un phénomène de diffraction. La figure obtenue sur lécran est appelée figure de diffraction.

6 Lécart angulaire de diffraction noté Ɵ est langle entre la direction de propagation de londe non diffractée et la direction définie par la première extinction. L

7 L

8 Intensité lumineuse : La tache centrale est beaucoup plus lumineuse que les taches secondaires. Remarque : La figure de diffraction est toujours perpendiculaire à la fente où à lobstacle qui provoque la diffraction : Diffraction par : une fente verticale un trou circulaire un trou carré

9 En lumière polychromatique, chaque longueur donde λ donne sa propre figure de diffraction : la superposition de ces figures conduit à lobservation de zones colorées ou irisations. Cas de la lumière blanche (polychromatique) : Donc plus la longueur donde est grande, plus lécart angulaire θ est grand et plus la largeur L de la tache centrale est grande.

10 Le phénomène de diffraction peut sobserver aussi bien avec des ondes électromagnétiques (lumière, ondes radio, etc. ) quavec des ondes mécaniques (vagues, ondes, etc.). Cest dailleurs lobservation de la diffraction de la lumière a contribue a la validation du modèle ondulatoire de la lumière. 4. La diffraction dans diverses situations

11 Sur un support numérique à lecture optique, la capacité de stockage est limitée par le phénomène de diffraction : Laugmentation de cette capacité nécessite des pistes plus serrées (a diminue). Pour limiter la diffraction, il est nécessaire dutiliser un rayonnement de plus petite longueur donde : on est ainsi passe dun faisceau rouge (DVD) à un faisceau bleu (Blue-Ray).

12 Les réseaux de diffraction permettent lobtention de figures de diffraction particulières, les spectres. Lanalyse des spectres donne accès à de très nombreuses informations, notamment en astrophysique. Ci-dessous, le spectre du Soleil (simplifié).


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