Interférences – Terminale S – Cours

Cours de tleS sur les interférences – Terminale S

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.

 



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