INTERFéRENCES

-interférences

Les interférences sont des phénomènes apparaissant lors de la superposition de plusieurs ondes

Quand 2 ondes sont cohérentes (différence de leurs phases ne dépendant pas du temps, ce qui est un cas usuel) et synchrones (leurs périodes sont les mêmes), leur rencontre crée un mélange de leurs caractéristiques, pour former des interférences, qui se manifestent par des zones de caractéristiques différentes.

 

TYPES d'INTERFERENCES

-constructives >>> quand les zones de ventres (où les élongations s'ajoutent) sont des zones d'excès .Par ex. zone à brillance renforcée, pour les ondes de lumière

-destructives >>> quand les zones de nœuds (où les élongations s'annulent) sont vides

par exemple zones de silence pour ondes acoustiques

La différence de marche  est la différence du chemin parcouru par les 2 ondes pendant 1 période Voir ce chapitre

 

INTERFÉRENCES en ACOUSTIQUE

Cas d'ondes à la fois cohérentes (la différence de leurs phases est indépendante du temps) et synchrones (même période)

La rencontre de 2 de ces ondes crée un mélange de leurs caractéristiques, pour former des interférences

Effet Larsen: pour un émetteur électromécanique (type Haut-parleur), apparaît un sifflement, provenant d’un son qui, émis par le haut-parleur, est repris par un micro voisin, créant des interférences de résonance, avec augmentation de l’amplitude jusqu’au maximum de ce que peut retransmettre le haut-parleur

 

INTERFÉRENCES LUMINEUSES

Elles concernent 2 ondes lumineuses cohérentes (différence de leurs phases ne dépendant pas du temps) et synchrones (leurs périodes sont les mêmes)

leurs interférences peuvent être constructives (zones visibles) ou destructives (zones sombres) constituant ainsi des franges spectrales

 

-il y a des franges spectrales

soit dans les zones mixtes, soit dans les zones de rencontres après réflexions

 

-les anneaux de Newtonen optique sont des anneaux apparaissant si l’on regarde un faisceau incident à travers une lentille convexo-plane posée, par sa face convexe, sur une plaque de verre.

On a alors  lrN = S1/2

avec lrN(m)= rayon d’un anneau de Newton

S(mxm)= produit des 2 longueurs (lrl.λ)

lrl(m)= rayon de convexité de la lentille et λ(m)= longueur d’onde

Quand S est impair, l’anneau est éclairé -quand S est nul ou pair, l’anneau est sombre

 

-expérience des fentes de Young 

2 faisceaux de lumière issus d'une même source lumineuse, sont envoyés vers un écran, mais doivent auparavant passer à travers 2 fentes, réservées dans un obstacle opaque.

--intensité de la lumière au-delà des fentes

P' = E.ν.[cos²A.sin²B] / Ω.C

avec P'(W/sr)= intensité lumineuse

E(J) = énergie lumineuse

ν(Hz)= fréquence et λ(m) = longueur d'onde

Ω(sr)= angle solide

cos²A = incidence de la différence de marche avec A = p.lef.lpc / λ.loé

et où lef(m)= distance entre fentes , lpc(m)= distance d'un point d'écran jusqu'au centre de l'écran et loé(m)= distance entre l'obstacle fendu et l'écran

sin²B = incidence de la diffraction, avec B = p.llf.lpc/ λ.loé

et où llf(m)= largeur des fentes , lpc(m)= distance d'un point d'écran jusqu'au centre de l'écran et loé(m)= distance entre l'obstacle fendu et l'écran

C = incidence de la sphéricité de l'onde, avec C = (loé² + lpc²)   où loé(m)= distance entre l'obstacle fendu et l'écran , lpc(m)= distance d'un point d'écran jusqu'au centre de l'écran

--interférences sur l’écran où est projetée la lumière

1))-Les particules portées par l'onde maintenant, peuvent être des photons, des électrons, des neutrons, des atomes et même des grosses molécules

Les 2 faisceaux donnent des interférences sur l'écran, avec des parties sombres (interférences destructives) pour les parties des ondes qui sont en phase avec des multiples impairs de pi – et des parties claires (interférences constructives) avec les parties d'onde en multiples pairs de pi

Les franges sont séparées de λ x (loé / lef)

Dans ces phénomènes, les ondes sont cohérentes (issues de la même source)

2))-Si maintenant on fait passer les particules une par une, on obtient quand même des interférences, au motif que chaque particule interfère avec elle-même (elle passe à la fois par une fente et par l'autre fente, selon la théorie quantique)

3))-Mais si l'on veut essayer de savoir par quelle fente elle passe vraiment, le regard de l'observateur, qui est accompagné de photons d'ambiance, perturbe l'état de la particule visée qui alors n'a plus la même fonction d'onde (cette fonction est dite détruite ou effondrée ou réduite ou écrasée ou écroulée.…)

 

-INTERFéRENCES CRééES par LUMIERES ISSUES de 2 SOURCES DISTINCTES

Supposons un point P éclairé par 2 sources distinctes A et B

1)) cas général: la différence de marche = 2pl..cos(q/2)

2)) si les 2 ondes émises par les sources sont superposables, elles sont en coïncidence (en phase) elles font des interférences constructives, leurs amplitudes s’ajoutent et l’intensité lumineuse est maxi. La différence de marche est K.l

3)) si les 2 ondes émises par les sources sont opposées, elles sont en anti-coïncidence (opposition de phase) elles font des interférences destructives, leurs amplitudes s’annulent et l’intensité lumineuse est nulle.La différence de marche est (K+1/2).l

 

-l’ordre d’interférence est = ( différence de marche) / l

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