Interférences par division du front d'onde

PT PHYSIQUE 2020—2021

OPTI 3

Interférences par division du front

d’onde :

Interféromètre d’Young

courtesy of : Alexandre Gondran / Wikimedia Commons / CC BY-SA 4.0

• À la fin de ce chapitre, vous devez être capable de :

• Établir l'expression de la figure d'interférence associée aux trous d'Young ;

• Localiser les franges correspondant aux interférences constructives ou destructives et exprimer la distance interfrange ;

• Prévoir les effets sur la figure d'interférence d'un déplacement de la source primaire ;

• Prévoir les effets d'une extension spatiale des trous d’Young ;

• Prévoir les effets d'une extension spectrale de la source primaire.

OBJECTIFS DU CHAPITRE

INTERFÉROMÈTRE DES TROUS

D’YOUNG

TROUS D’YOUNG :

FIGURE D’INTERFÉRENCE

• La relation de Fresnel donne

I(M) = 2I₀

(1 + cos (

2π

λ₀ n ay

L ))

NOTION D’INTERFRANGE &

CAS DES TROUS D’YOUNG

TROUS D’YOUNG :

MONTAGE À UNE OU DEUX LENTILLES

TROUS D’YOUNG :

MONTAGE À UNE OU DEUX LENTILLES

• La relation de Fresnel donne :

• Les conclusions précédentes sont inchangées en remplaçant par .

I(M ) = 2I

( 1 + cos

(

2π

λ

n ay

f

′ ))

L f

′

TROUS D’YOUNG :

SUPERPOSITION DE DEUX ONDES NON COHÉRENTES

I₁(M) + I₂(M)

TROUS D’YOUNG :

SUPERPOSITION DE DEUX ONDES NON COHÉRENTES

Composition des figures d’interférences de deux ondes non isochrones et non cohérentes

CRITÈRE QUALITATIF DE

BROUILLAGE DES INTERFÉRENCES

TROUS D’YOUNG :

SUPERPOSITION DE DEUX ONDES NON COHÉRENTES

• L’utilisation d’une source avec deux longueurs

d’onde telles que donne

la formule de Fresnel suivante :

Δλ = λ₂ − λ₁ ≪ λ₁

I(M) ≃ 4I₀

(1 + cos (

nπaΔλ Lλ₁² y

)cos(2π

λ₁ n ay

L ))

TROUS D’YOUNG :

DÉCALAGE LATÉRAL DE LA SOURCE

TROUS D’YOUNG :

DÉCALAGE LATÉRAL DE LA SOURCE

•

Le décalage de la source parallèlement à la figure

d’interférence (axe sur le schéma) ne modifie pas la figure d’interférence mais augmente et donc facilite la perception des interférences.

•

Le décalage de la source perpendiculairement à la figure d’interférence décale la figure d’interférence de façon à maintenir l’ordre 0 dans l’axe source-trous-écran.

Oz I

TROUS D’YOUNG :

EXTENSION SPATIALE DE LA SOURCE

TROUS D’YOUNG AVEC SOURCE ÉTENDUE:

FIGURE D’INTERFÉRENCE

• La relation de Fresnel donne :

• La largeur maximale de la source permettant une observation confortable de la figure d’interférence est :

I(M) = 2i₀H₁H₂

(1 + λ₀D πaH₂ sin

(

nπaH₂

λ₀D )cos (

2π

λ₀ n ayL ))

H₂ = λ₀D na