Ondes, diffraction et interférences

Les notions à connaître

Diffraction

Modification de la propagation d'une onde lorsqu'elle rencontre un obstacle ou une ouverture de dimension comparable à $\lambda . L'$onde s'étale au-delà de l'obstacle.

Interférences

Superposition de deux ondes cohérentes (même fréquence, déphasage constant) donnant des zones de renforcement et d'annulation.

Différence de marche $\delta$

Différence de distance parcourue par deux ondes depuis leurs sources jusqu'au point d'observation.

Fentes d'Young

Dispositif à deux fentes parallèles qui crée une figure d'interférences (franges alternativement brillantes et sombres).

Les erreurs à éviter en physique-chimie

• ✗ Confondre la largeur de la fente (a, diffraction) et l'écart entre les fentes (b, interférences).

  ✓ a = largeur de chaque fente (diffraction). b = distance entre les deux fentes (interférences). Ce sont deux grandeurs différentes.

• ✗ Penser que la diffraction ne concerne que la lumière.

  ✓ Toute onde peut diffracter : son, ultrasons, ondes à la surface de l'eau, etc. C'est un phénomène universel des ondes.

• ✗ Inverser constructif et destructif pour la différence de marche.

  ✓ $\delta = k\lambda \to$ constructif (les ondes arrivent en phase$). \delta = (k+1/2)\lambda \to$ destructif (en opposition de phase).

Sais-tu répondre à ces questions ?

Les corrigés détaillés sont dans le quiz du chapitre.

1. Le phénomène de diffraction se manifeste lorsque :
2. La relation entre la célérité $c$, la fréquence $f$ et la longueur d'onde $\lambda$ d'une onde est :
3. Deux ondes cohérentes interfèrent de manière constructive lorsque la différence de marche $\delta$ vaut :
4. On éclaire une fente de largeur $a = 0{,}10\;\text{mm}$ avec un laser de longueur d'onde $\lambda = 633\;\text{nm}$. L'écart angulaire du premier minimum de diffraction est :
5. Dans l'expérience des fentes d'Young, l'interfrange $i$ est donné par :