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Chapitre 6: Loptique physique I. Il y a interférence destructive lorsque la crête dune onde se superpose au creux de lautre. Lamplitude résultante est.

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1 Chapitre 6: Loptique physique I

2 Il y a interférence destructive lorsque la crête dune onde se superpose au creux de lautre. Lamplitude résultante est nulle. Il y a interférence constructive lorsque les deux crêtes se superposent. Lamplitude résultante est doublée. Interférence constructive Interférence destructive

3 6.1 Linterférence en 2 D

4 Il y a interférence destructive lorsque la différence de marche est égale a un nombre impair de λ/2. Il y a interférence constructive lorsque la différence de marche est égale a un nombre entier de λ. Différence de marche:

5 6.2 La diffraction La diffraction se produit lorsquune onde passe par une ouverture ou rencontre un obstacle. Il y a diffraction lorsque quune onde contourne un obstacle pour atteindre une région autrement inacessible. Il y a diffraction lorsque la taille de louverture ou de lobstacle a est comparable (ou plus petite) à la longueur donde. Simulations de la diffraction: U.Nantes, U.Lemans, MSU, U.HawaiiU.NantesU.LemansMSUU.Hawaii

6 6.3 Lexpérience de Young La première fente (ou trou) sert à obtenir (par diffraction) des ondes cohérentes de manière à ce que les sources S 1 et S 2 soient en phase. On observe que les ondes en provenance de S 1 et S 2 forment des franges dinterférence sur un écran. Cette expérience démontre la nature ondulatoire de la lumière. 1 fente: 2 fentes: 3 fentes: 4 fentes: 5 fentes:

7 6.3 Lexpérience de Young m =

8 m = 0 m = 4 m = -4 Puisque quil y a 7 cm de m = -4 à m = 4, y 4 = 3.5 cm. Comme y 4 << L, il est possible de remplacer le sinus par la tangente. Exemple E5 Dans la figure dinterférence obtenue avec deux fentes, la distance entre les quatrièmes franges brillantes (m = 4) de chaque coté du maximum central est de 7 cm. Si les fentes sont distantes de 0.2 mm et si lécran est à 3 m des fentes, quelle est la longueur donde de la lumière?

9 6.5 Les pellicules minces Simulations de pellicules minces: U.LemansU.Lemans Linteraction de la lumière avec une pellicule mince produit deux sources de lumière qui interfèrent lune avec lautre. Lorsque la lumière traverse une pellicule mince, il se produit une réflexion sur chacune des deux faces de la pellicule et ces deux réflexions (R 1 et R 2 ) peuvent interférer lune avec lautre. Dans lexemple ci-contre, linterférence est destructive car londe R 2 a parcourue une distance λ/2 de plus que R 1. Cest une pellicule anti-réflexion. Lorsquune onde lumineuse rencontre un milieu dindice de réfraction plus élevé, londe réfléchie est inversée (déphasage 180 o = π rad). Lorsquune onde lumineuse rencontre un milieu dindice de réfraction moins élevé, londe réfléchie nest pas déphasée. Londe transmise nest jamais déphasée.

10 6.5 (suite) constructive destructive constructive

11 C6Q6 Selon la figure, laquelle des phrases suivantes est correcte ? a)Les rayons r 1 et r 2 subissent un déphasage de π lors de la réflexion. b)Aucun des deux rayons ne subit de déphasage lors de la réflexion. c)Seul le rayon r 1 subit un déphasage de π lors de la réflexion. d)Seul le rayon r 2 subit un déphasage de π lors de la réflexion.

12 Exemple E31 m Soit une pellicule de MgF, (n = 1,38) ayant une épaisseur de 8,3 x cm déposée sur du verre (n = 1,6). Si de la lumière blanche tombe perpendiculairement à la surface, quelles sont les longueurs d'onde qui sont absentes de la lumière réfléchie ? (Indice: Ne retenez que les longueurs d'onde correspondant à la lumière visible, entre 400 nm et 700 nm.)

13 6.6 Interféromètre de Michelson Simulations: M.M.M.M. S: source de lumière cohérente P: miroir semi-argenté M1: miroir fixe M2: miroir mobile C: compensateur de P Le faisceau de lumière en provenance de S se divise en deux au point P. Si les deux parcours PM 1 P et PM 2 P sont identiques alors il y aura interférence constructive au point O. Si le miroir M2 se déplace dune distance de λ/4 à partir de cette position, alors il y aura interférence destructive. Par contre, si M2 se déplace de λ/2, alors il y aura interférence constructive. YouTube: LIGO Gravitational Wave Observatory


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