DIFFRACTION - INTERFERENCES

I> Nature de la lumière:
La lumière vérifie la dualité onde-corpuscule: - elle se comporte comme de la matière: composée de corpuscules nommés photons, sans masse, se déplaçant à la vitesse dans le vide c = 3 * 10 8 m.s-1 - elle se comporte comme une onde: à ce titre, comme une onde mécanique, elle se caractérise par une fréquence notée ( en (Hz) et une longueur d'onde ( en (m). Elle se déplace à la vitesse c et transporte une énergie E en (J) telle que :

où h est la constant de Planck égale 6,64 * 10-34 U.S.I.

Remarques:
1> la longueur d'onde ( est la distance parcourue par l'onde en une période T; on a

2> l'onde lumineuse ainsi définie se nomme onde électromagnétique car résulte en fait du déplacement combiné d'un champs électrique [pic] et d'un champs magnétique [pic] vectoriellement perpendiculaires à tout instant.

II> Diffraction:

1> Observations:
C'est un phénomène propre aux ondes quelles soient mécaniques ou électromagnétiques.
On l'observe dés lors qu'une onde franchit un obstacle de très petite dimension, de l'ordre de (.
Il en résulte une déformation de l'onde après l'obstacle mais la valeur de ( est inchangée. Ainsi l'obstacle se comporte comme une nouvelle et différente source.

2> Diffraction par un trou:

Pour simplifier, prenons une lumière monochromatique ( comme le laser.
On observe une tache centrale beaucoup plus lumineuse que les cercles lumineux qui l'entourent: on la nomme tache d'Airy.

Remarques: en lumière polychromatique, chaque ( créé sa propre figure de diffraction: au centre on trouve nécessairement une couleur résultant de la synthèse additive de toutes les couleurs puis ensuite des cercles colorés résultant de la synthèse additive des ( qui se superposent - éventuellement aucune!-.

3> diffraction par une fente:
On travaille dans les mêmes situations.
On observe un trait, ou frange, plus lumineuse et plus large que les franges qui l'entourent.