L'optique en DUT Chimie
Chapitre 1. Intérêt pédagogique
Chapitre 2. La lumière
Chapitre 3. Optique géomètrique
Chapitre 4. Optique ondulatoire
4.1. Définitions
4.2. Interférence par division du front d'onde
4.2.1. Introduction
4.2.2. Superposition d'ondes monochromatiques
4.2.3. Conditions d'interférences
4.2.4. Cohérences
4.2.5. Interférences en lumière polychromatique
4.2.6. Aplications aux trous de Young
4.2.7. Banque d'images
4.2.8. Exercices
4.3. Interférence par division du front d'amplitude
4.4. Utilisation des interférences
4.5. Diffraction
4.6. Les réseaux
4.7. Auto évaluation
Chapitre 5. Polarisation de la lumière
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4.2.6. Aplications aux trous de Young

Le dispositif des trous de Young ou fentes de Young est le plus connu des dispositifs interférentiels.

Rappel du principe de fonctionnement sur l'animation suivante :

On considère le schéma suivant :



Voilà les conditions à appliquer pour effectuer les calculs :

  • Les angles sont faibles,
  • Les rayons provenant de la source ont mis le même temps pour arriver aux sources secondaires,
  • Le point M se situe au voisinage de l'axe optique.

Nous pouvons calculer la différence de marche entre les rayons provenant de S1 et ceux provenant de S2 :

Selon ces conditions, on peut dire que x<<D. Alors, avec un développement de Taylor à l'ordre 1, la différence de marche vaut :

Dans ce cas, on peut écrire l'intensité lumineuse :

On remarque que l'intensité lumineuse ne dépend que de x (il n'a jamais été nécessaire de faire intervenir la position suivant l'axe y). On observe donc des fentes rectilignes parallèles.
On peut, maintenant, calculer le déphasage afin d'évaluer l'interfrange, ce qui nous donne :

A partir de cette relation, on se rend compte que si l'on connaît les distances a et D, on peut, en mesurant l'interfrange, calculer la longueur d'onde. C'est ce dispositif qui a permis pour la première fois de mesurer des longueurs d'ondes.

REMARQUE : On trouve de nombreux systèmes analogues aux trous d'Young dans les systèmes interférentielles (vous pouvez en découvrir d'autres dans les exercices).

 

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