3. 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
4. •
• Les couleurs des plumes 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).
6. • Il y a interférence en tout point d’un milieu où
deux ondes de même fréquence s’additionnent
.
7. 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
8. 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
10. • 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
•
11. • Les interférences
sont :
• Constructives si
Δt=τ2 – τ1 =kT
• Destructives si
Δt=τ2 – τ1
=(2k+1)(T/2)
•
13. • On appelle différence de
marche δ en un point M:
• δ= d2 – d1
= S2M – S1M
=c (τ2 – τ1) = c Δt
• Les interférences sont :
• Constructives si
δ=kλ
• Destructives si
δ=(2k+1)x(λ/2)
•
15. Solution :
La différence de marche entre les deux parcours vaut 1,064 μm, soit 2
longueurs d’onde. Ainsi, la différence de marche étant un multiple
entier de la longueur d’onde, les interférences sont constructives au
point M.
16. 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
17. • 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
•
22. 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.
23. L’interférence en 2 D
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:
1
2
( ) 0, 1, 2,.. 2 1, 3, 5,...
0, 1, 2,.. 2 0. 2, 4, 6,...
m m m m
m m m m
2
r
1
r
0
2
2
3
3
2
2
3 2
3 2
d 0
2 1
r r
y
1
S
2
S
24. La diffraction
pas de diffraction
a
La diffraction se produit lorsqu’une onde passe par une ouverture ou rencontre un
obstacle. Il y a diffraction lorsque qu’une onde contourne un obstacle pour atteindre une
région autrement inacessible. Il y a diffraction lorsque la taille de l’ouverture ou de
l’obstacle a est comparable (ou plus petite) à la longueur d’onde.
diffraction
a
diffraction maximale
a
25. 6.3 L’expérience de Young
• La première fente (ou trou) sert à
obtenir (par diffraction) des ondes
cohérentes de manière à ce que les
sources S1 et S2 soient en phase.
• On observe que les ondes en
provenance de S1 et S2 forment des
franges d’interférence sur un écran.
• Cette expérience démontre la nature
ondulatoire de la lumière.
1 fente:
2 fentes:
3 fentes:
4 fentes:
5 fentes:
26. L’expérience de Young
2 1
1
2 impair
sin : de la frange
sin ( ) ( 0,1,2,...) Interférence si un nombre de 2
sin ( 0,1,2,...) Int
ordre
destructive
constructi
erférence si un nombre de 2
tg sin si
ve pair
r r d m
d m m
d m m
y
L
1
2
1
2
1 ( )
( )
( ) Interférence destructive
Interférence constructive
rad
m
m
m
m
y L
m
dy
m y L
L d
dy m
m y L
L d
m
=
3
2
1
0
-1
-2
-3
d
27. m = 0
m = 4
m = -4
Exemple : Dans la figure d’interférence 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
l’écran est à 3 m des fentes, quelle est la longueur d’onde de la lumière?
28. 3
0,2 10 0,035
sin 583
4 3
m m
y dy
d m d m nm
L mL
m = 0
m = 4
m = -4
Puisque qu’il y a 7 cm de m = -4 à m = 4, y4 =
3.5 cm.
Comme y4 << L, il est possible de remplacer
le sinus par la tangente.
Exemple : Dans la figure d’interférence 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
l’écran est à 3 m des fentes, quelle est la longueur d’onde de la lumière?
29. Les pellicules minces
L’interaction de la lumière avec une pellicule mince
produit deux sources de lumière qui interfèrent l’une avec
l’autre.
Lorsque la lumière traverse une pellicule mince, il se
produit une réflexion sur chacune des deux faces de la
pellicule et ces deux réflexions (R1 et R2) peuvent
interférer l’une avec l’autre.
Dans l’exemple ci-contre, l’interférence est destructive
car l’onde R2 a parcourue une distance λ/2 de plus que
R1. C’est une pellicule anti-réflexion.
Lorsqu’une onde lumineuse rencontre un
milieu d’indice de réfraction plus élevé,
l’onde réfléchie est inversée (déphasage
180o
= π rad). Lorsqu’une onde lumineuse
rencontre un milieu d’indice de réfraction
moins élevé, l’onde réfléchie n’est pas
déphasée.
L’onde transmise n’est jamais déphasée.
30. p o P
n
1
2
2
2
p
p
e m
e m
constructive
destructive
destructive
constructive
A B
A B
2 nbpair de 2
e
2 nb impair de 2
e
31. Exemple
1
2
7
1 1 1
2 2 2
2 Interférence destructive
2 2 1.38 8.3 10 2290
A B p
m
e m
ne nm
m m m
m
0 4580
1 1527
2 916
3 654
4 509
5 416
6 352
( )
m nm
1 1
n
1.38
p
n
2 1.6
n
A B
Soit une pellicule (n = 1,38) ayant une épaisseur de 8,3 x 10-5
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.)
