Transcript Diffraction de la lumière

La diffraction des ondes
Les ondes lumineuses
 Une fente de largeur a (=50 µm) est éclairée par un faisceau de lumière monochromatique
de longueur d’onde  (=660nm=0,66 µm)
 On observe sur un écran situé à une distance D de la fente une trace discontinue de
lumière dans une direction perpendiculaire à la fente.
Les ondes lumineuses
Intensité lumineuse (W.m-²)
Distance sur l’écran (cm)
Les ondes lumineuses
Influence de la largeur a de la fente
Fente de largeur a=15 µm
L
Fente de largeur a=30 µm
L
Fente de largeur a=50 µm
L
L augmente quand a diminue
L=largeur de la tâche centrale= distance entre les 2 zones
2 D d’extinction situées de
L’étude
quantitative
montre
que
:
L

part et d’autre de la tâche centrale
a
Les ondes lumineuses
Figure de diffraction observée selon l’obstacle et la nature de la lumière :
Fig 1 : Figure de diffraction de la lumière
d’un laser, par une fente fine (a) et par un fil (b)
Fig 2 : Figure de diffraction par un trou
Fig 3 : diffraction par une fente d’un
faisceau de lumière blanche
Fig 4 : diffraction par un voilage fin de cuisine
Les ondes mécaniques
Uneondes
règle,rencontrent
plongée dans
une
cuvederemplie
à une
f. Des ondes
Ces
une
fente
largeurd’eau,
a. On vibre
observe
desfréquence
ondes circulaires
de même
planes ded’onde
longueur
d’onde
sont observées.
des zones
d’extinction de l’amplitude.
longueur
 avec
=50 mm
=50 mm
a=200 mm
Les ondes mécaniques
Conditions d’observation du phénomène de diffraction :
Conclusion : la diffraction est observable et d’autant plus marquée si la
dimension de l’obstacle rencontré est voisin ou inférieure à la longueur d’onde .
Les ondes mécaniques
Observation du phénomène à l’entrée d’un port :
Caractéristique de la diffraction
La diffraction d’une onde est caractérisée par le demi-angle délimitant les 2 zones d’extinction.
On le nomme « écart angulaire » noté . Il vérifie la relation :


a


Diffraction de la lumière d’un laser par une fente de largeur a
Diffraction des ondes mécanique d’une cuve à ondes par une
fente de largeur a
La diffraction
Compétences exigibles pour le baccalauréat (extrait du BO):
 Savoir que l’importance du phénomène de diffraction est liée au rapport
de la longueur d’onde aux dimensions de l’ouverture ou de l’obstacle.
 Connaître et exploiter la relation :


a
 Identifier les situations physiques où il est pertinent de prendre en
compte le phénomène de diffraction.
 Pratiquer une démarche expérimentale visant à étudier ou utiliser le
phénomène de diffraction dans le cas des ondes lumineuses.