Cours de tleS sur les interférences – Terminale
La superposition de deux ondes mono ou polychromatiques cohérentes crée des interférences dont on peut mesurer l’interfrange.
Le phénomène d’interférences
- Un diviseur d’ondes est un système expérimental permettant de produire deux ondes filles à partir d’une onde principale.
- Soit M un point de l’espace où convergent deux ondes sinusoïdales de même amplitude, produites par division d’une onde mère de fréquence f et de période T = 1 /f. les deux ondes ont emprunté deux chemins (SM)1 et (SM)2. On note la durée du trajet (SM)1, la durée du trajet (SM)2 et le décalage temporel en M de l’onde 2 sur l’onde 1.
- Si est nul ou un multiple entier de T , on observe en M des interférences constructives et l’onde résultante en M sera de grande amplitude.
- Si est un multiple demi-entier de T , on observe en M des interférences destructives et on ne détectera pas d’onde en M.
Mise en évidence expérimentale
Cas d’une onde monochromatique
Exemple 1 : Dispositif ultrasons
- On place côte à côte deux émetteurs ultrasonores
- On déplace ensuite un récepteur R en face des émetteurs, suivant une droite parallèle à
- On observe alors, à l’aide d’un oscilloscope relié à R, qu’en certains points de l’espace, l’amplitude du signal reçu peut être maximale et qu’en d’autres, elle peut être nulle.
Exemple 2 : Des ondes lumineuses monochromatiques ou expérience des trous d’Young
- Présence d’une série de franges dites franges d’interférences.
- Certains endroits M de l’écran présentent aussi des points d’intensité lumineuse maximale (franges brillantes) et des points d’intensité nulle (franges sombres).
- Dans le cas de deux signaux cohérents, souvent produits à partir d’une même source S primaire, on peut observer des franges d’interférences, soit une succession de franges sombres (intensité nulle) et de franges très brillantes (maxima d’intensité).
- Interfrange i : distance entre deux franges brillantes ou entre deux franges sombres consécutives.
Cas d’une onde polychromatique ou d’une lumière blanche
- Les figures d’interférences dues à chaque longueur d’onde se superposent sur l’écran dans le cas d’une lumière polychromatique ou d’une lumière blanche.
- Les franges sont de plus en plus irisées au fur et à mesure que l’on s’éloigne du centre de la figure.
- La frange centrale d’interférence en lumière blanche est blanche, car il y a superposition de toutes les radiations.
