Physique-Chimie · term

Optique ondulatoire : interférences et diffraction

Ce que tu dois retenir

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

1. Quel phénomène montre qu'une onde lumineuse peut contourner un obstacle de petite taille ?

AA. Réflexion
BB. Diffraction
CC. Réfraction
DD. Diffusion
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Réponse : B — B. 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 :

AA. i = λb/D
BB. i = λD/b
CC. i = bD/λ
DD. i = 2λD/a
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Réponse : B — B. 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 :

AA. δ = (k+1/2)λ
BB. δ = kλ
CC. δ = λ/2
DD. δ = 0 uniquement
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Réponse : B — B. 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 :

AA. L = λD/a
BB. L = 2λD/a
CC. L = λa/D
DD. L = 2λa/D
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Réponse : B — B. 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 :

AA. la lumière blanche est incohérente
BB. chaque longueur d'onde donne un espacement différent
CC. la diffraction n'existe pas en lumière blanche
DD. l'intensité est trop faible
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Réponse : B — B. 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 ?

AA. Sources de même fréquence et déphasage constant
BB. Sources de forte intensité
CC. Sources ponctuelles quelconques
DD. Une seule source monochromatique
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Réponse : A — A. 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 :

AA. la réflexion spéculaire
BB. la diffraction par ses micro-pistes
CC. la réfraction dans le plastique
DD. la polarisation
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Réponse : B — 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 :

AA. rétrécit
BB. s'élargit
CC. disparaît
DD. ne change pas
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Réponse : B — B. s'élargit

L = 2λD/a, donc L augmente quand a diminue.

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