Optique ondulatoire : interférences et diffraction
Fiche de révision · Physique-Chimie · Term
L'essentiel du cours
Chapitre 1 : La diffraction : quand la lumière contourne un obstacle
La diffraction révèle la nature ondulatoire de la lumière.
Chapitre 2 : Interférences : quand deux ondes se superposent
Les interférences constructives et destructives créent des franges alternées.
Chapitre 3 : Longueur d'onde, cohérence et lumière blanche
La couleur de la lumière influence directement les figures d'interférences et de diffraction.
Chapitre 4 : Applications : CD, réseaux et mesures de précision
Interférences et diffraction sont des outils de mesure et d'analyse de la lumière.
Teste-toi · 8 questions
1.Quel phénomène montre qu'une onde lumineuse peut contourner un obstacle de petite taille ?
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Réponse : Diffraction
La diffraction est l'étalement d'une onde après une ouverture ou un obstacle de taille comparable à λ.
2.Dans l'expérience des fentes de Young, l'interfrange i s'exprime par :
- A.i = λb/D
- B.i = bD/λ
- C.i = λD/b
- D.i = 2λD/a
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Réponse C : i = λD/b
L'interfrange vaut i = λD/b, avec b la distance entre les deux fentes.
3.Une interférence constructive se produit lorsque la différence de marche δ vaut :
- A.δ = 0 uniquement
- B.δ = (k+1/2)λ
- C.δ = kλ
- D.δ = λ/2
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Réponse C : δ = kλ
Les ondes arrivent en phase si δ est un multiple entier de la longueur d'onde λ.
4.La largeur de la tache centrale de diffraction par une fente de largeur a est :
- A.L = 2λD/a
- B.L = λD/a
- C.L = λa/D
- D.L = 2λa/D
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Réponse A : L = 2λD/a
La largeur de la tache centrale de diffraction est L = 2λD/a.
5.En lumière blanche, les figures d'interférences sont irisées car :
- A.l'intensité est trop faible
- B.la lumière blanche est incohérente
- C.la diffraction n'existe pas en lumière blanche
- D.chaque longueur d'onde donne un espacement différent
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Réponse D : chaque longueur d'onde donne un espacement différent
Chaque longueur d'onde produit sa propre figure, d'où une superposition de couleurs.
6.Quelle condition est nécessaire pour observer des interférences stables ?
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Réponse : Sources de même fréquence et déphasage constant
La cohérence exige même fréquence et déphasage constant entre les deux sources.
7.Un CD irise principalement à cause de :
- A.la polarisation
- B.la diffraction par ses micro-pistes
- C.la réfraction dans le plastique
- D.la réflexion spéculaire
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Réponse B : la diffraction par ses micro-pistes
Les pistes espacées régulièrement agissent comme un réseau de diffraction.
8.Si on diminue la largeur a d'une fente diffractante, la tache centrale :
- A.disparaît
- B.ne change pas
- C.rétrécit
- D.s'élargit
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Réponse D : s'élargit
L = 2λD/a, donc L augmente quand a diminue.