Chapitre 3. Propriétés des ondes

3.2. Les interférences Ailes d’un papillon ( A- lumière incidente perpendiculaire à la surface de l’aile; B- lumière incidente inclinée par rapport à la surface de l’aile Flaque d’huile sur la route

Les couleurs des plumes de paon varient en fonction de l’angle d’observation (a et b). Ces couleurs disparaissent lorsqu’on observe les plumes à l’envers et par transparence (c). © Bernard Valeur

3.2. bulle de savon Franges de Moiré

3.2. a) Superposition de deux ondes Un point se trouvant simultanément sur le passage de deux ondes qui se croisent se déplace sous l’ effet des deux perturbations La perturbation résultant en ce point correspond à la « somme » des deux perturbations

3.2. a) Il y a interférence en tout point d’un milieu où deux ondes de même fréquence se superposent

3.2. b) Sources cohérentes Il existe un déphasage entre deux fonctions sinusoïdales lorsqu’elles sont décalées dans le temps Deux sources sont cohérentes si elles émettent des ondes sinusoïdales de même fréquence et si le retard de l’une par rapport à l’autre ne varie pas au cours du temps. Elles gardent alors un déphasage constant

3.2. c) Interférences constructives et destructives Il y a interférence constructive en un point lorsque deux ondes provenant de deux sources cohérentes arrivent en phase en ce point; l’amplitude de vibration résultante est maximale Il y a interférence destructive en un point si les deux ondes arrivent en opposition de phase en ce point ; l’amplitude de vibration résultante est minimale ou nulle (ASTROLab of Mont-Mégantic National Park)

3.2. c) S1 et S2 sont deux sources cohérentes , de même période T Un point M du milieu de propagation reproduit la vibration de la source S1 avec un retard τ1 qui dépend de la distance d1 et la vibration de S2 avec le retard τ2 dépendant de d2

3.2 c) Les interférences sont : Constructives si Δt=τ2 – τ1 =kT Destructives si Δt=τ2 – τ1 =(2k+1)x(T/2)

Interférences destructives Δϕ=(2k+1)π Le déphasage : Δϕ =(2π Δt)/T Interférences constructives Δϕ = 2kπ Interférences destructives Δϕ=(2k+1)π

Application : 12/p.73

3.2. c) On appelle différence de marche δen un point M: δ= d2 – d1 = S2M – S1M =c (τ2 – τ1) = c x Δt Les interférences sont : Constructives si δ=kλ Destructives si δ=(2k+1)x(λ/2)

Le déphasage : Δϕ =(2π δ)/λ Interférences constructives Δϕ = 2kπ Interférences destructives Δϕ=(2k+1)π

Application:

3.3. Interférences en lumière monochromatique Pour obtenir deux sources lumineuses cohérentes, il faut utiliser deux sources secondaires S1 et S2 à partir d’une source unique S Ce principe est utilisé dans le dispositif des fentes de Young

3.3. Sur un écran on observe une succession de franges équidistantes alternativement sombres et brillantes La distance qui sépare deux franges consécutives des même nature est appelée interfrange

3.4. Interférences en lumière blanche La lumière blanche émise par une source est formée d’une infinité de radiations monochromatiques de couleurs différentes. Chaque radiation forme une figure d’interférence, mais des radiations de fréquences différentes n’interférent pas entre elles. La figure d’interférence observée est donc l’addition des figures d’interférence de toutes les radiations.

3.4. Couleurs interférentielles Certains objets ont des couleurs qui varient suivant l’angle sous lequel on les regarde ( ailes de certains paillons, bulles de savon, taches d’huile sur un sol mouillé..) Ces couleurs appelées couleurs interférentielles, ont comme origine le phénomène d’interférence , étant donc très différentes de celles obtenues par l’absorption des colorants.

Application : les lames de savon Devoir maison : 21/p.76 Sujet BAC : 28/p.79