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INTERFÉRENCES LUMINEUSES

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Franges d'interférence

Lorsqu'on éclaire un plan matériel par deux sources ponctuelles, le phénomène observé ne résulte pas toujours de la superposition des intensités lumineuses émises par les deux sources. Si elles émettent des vibrations parallèles et monochromatiques, on peut avoir théoriquement deux sortes de phénomènes suivant que les vibrations ont des fréquences différentes ou la même fréquence. Dans le premier cas se produisent des battements optiques, qui peuvent être détectés si les fréquences sont peu différentes, et que l'on perçoit alors dans le domaine des ondes radio. Dans le second cas, les deux sources monochromatiques qui émettent des vibrations parallèles de même fréquence donnent lieu à des phénomènes d'interférences ; dans certaines régions du plan d'observation, les vibrations sont en phase et les amplitudes s'ajoutent : il y a maximum de lumière ; dans d'autres régions, les vibrations sont en opposition de phase et les amplitudes se retranchent : il y a minimum de lumière.

Il est impossible d'observer des interférences avec deux sources lumineuses ordinaires distinctes. Deux lasers différents peuvent interférer en principe, mais les expériences sont très difficiles à réaliser. On utilise pratiquement dans tous les cas une source unique et un système interférentiel qui divise l'onde incidente en deux ou plusieurs ondes ; après avoir parcouru des chemins différents, ces ondes se superposent en donnant des interférences.

1.  Principe des interférences

•  Vibrations lumineuses

Augustin Fresnel a été le premier à expliquer les phénomènes de l'optique physique en admettant que la lumière est constituée par des vibrations transversales ; il assimilait les vibrations lumineuses aux vibrations élastiques transversales des solides. Cette dernière hypothèse aboutit à de nombreuses contradictions qui ont conduit à remplacer la théorie mécanique de Fresnel par la théorie électromagnétique de Maxwell. Dans celle-ci la lumière apparaît comme due à la propagation simultanée d'un champ électrique et […]

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COULEUR DES MINÉRAUX

Écrit par :  André JULG

Dans le chapitre "Causes macro- et microscopiques de la couleur"  : …  O3. Des impuretés de plus grande taille de forme aciculaire peuvent aussi produire des *phénomènes d'interférence et de diffraction. Dans l'œil-de-faucon ou l'œil-de-tigre, ce sont de fines aiguilles de crocidolite (sorte d'amiante plus ou moins altérée) qui donnent à la gemme, composée essentiellement de silice hydratée, cet aspect si… Lire la suite
DÉCOUVERTE DE L'HOLOGRAPHIE

Écrit par :  Pascal MARTIN

… 1979) découvre le principe de l'holographie, ce qui lui vaudra le prix Nobel de physique en 1971. *Cette technique permet l'élaboration d'images en trois dimensions, ou hologrammes, en utilisant des interférences lumineuses. Objet d'une publication en 1948 dans Nature, elle suscite un vif intérêt de la communauté scientifique. Mais, en l'… Lire la suite
EXPÉRIENCE DE YOUNG

Écrit par :  Bernard PIRE

  *Le médecin et physicien anglais Thomas Young (1773-1829) s'intéressa particulièrement au problème de la nature de la lumière dont il disait qu'il pouvait nous aider à comprendre la nature de nos sensations et la constitution de l'Univers en général. En 1803, après avoir observé des franges dans l'ombre du bord d'une carte… Lire la suite
FABRY CHARLES (1867-1945)

Écrit par :  Jean-Paul MATHIEU

…  de ces radiations (1920). La partie la plus importante de l'œuvre de Charles Fabry concerne les *interférences lumineuses. Après avoir étudié dans sa thèse les conditions générales de visibilité des franges d'interférences (1892), il réalisa avec Alfred Perot le plus simple des appareils à ondes multiples : une lame d'air comprise entre deux… Lire la suite
HOLOGRAPHIE

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…  est également limitée (cf. optique - Optique cohérente). La possibilité d'observer des *interférences et les conditions de formation des images dépendent du degré de cohérence des lumières utilisées. La réalisation des lasers, très supérieurs pour cela aux sources antérieurement disponibles, a accru l'intérêt de l'optique cohérente. Les… Lire la suite
LASERS

Écrit par :  Yves LECARPENTIER, Alain ORSZAG

…  une relation de phase avec celles émises précédemment. On peut donc les superposer pour obtenir *des « interférences » conduisant à des mesures de dimensions, de positions ou de vitesses d'une extrême précision. Le laser a ainsi permis des applications spectaculaires, comme l'enregistrement d'images en relief par « holographie ». La diversité et… Lire la suite
LIPPMANN GABRIEL (1845-1921)

Écrit par :  Pierre MOYEN

…  par Pierre et Jacques Curie. C'est son procédé de reproduction photographique des couleurs par une *méthode interférentielle (1891) qui lui vaudra le prix Nobel de physique en 1908. Dans ce procédé, une couche épaisse de chlorure d'argent est déposée sur un miroir. La lumière incidente, interférant avec la lumière réfléchie, provoque des ondes… Lire la suite
LUMIÈRE

Écrit par :  Séverine MARTRENCHARD-BARRA

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MICROSCOPIE

Écrit par :  Christian COLLIEX, Jean DAVOUST, Étienne DELAIN, Pierre FLEURY, Georges NOMARSKI, Frank SALVAN, Jean-Paul THIÉRY

Dans le chapitre "Microscopie à contraste interférentiel"  : …  Dans ces microscopes, le contraste de l'image est obtenu par *interférence entre deux faisceaux lumineux issus d'une même source. Ces deux faisceaux interagissent différemment avec l'objet avant d'être superposés et d'interférer au nivaux de l'image agrandie. Ce type d'appareil présente un double avantage : d'une part, il augmente le contraste des… Lire la suite
MOIRÉ FRANGES DE

Écrit par :  Josette CACHELOU

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Écrit par :  Mikhael BALABANE, Françoise BALIBAR

Dans le chapitre "L'onde devient un concept physico-mathématique"  : …  que cette composition n'était pas la pure et simple addition de deux nombres « ordinaires ». En* effet, on observe que deux ondes se superposant en un même point peuvent donner soit un renforcement, soit une diminution de l'intensité (lumineuse, par exemple). Ce phénomène est désigné sous le nom d'« interférence », terme qui marque bien la… Lire la suite
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Écrit par :  Michel HENRY

Dans le chapitre "Émission de la lumière"  : …  Deux ondes lumineuses sont dites mutuellement cohérentes si elles donnent naissance à une figure d'*interférences assez stable pour être détectée. » Par extension, nous parlons d'un faisceau de lumière cohérente, s'il est séparable en deux ondes mutuellement cohérentes. À l'opposé, deux ondes qui ne peuvent pas donner naissance à des interférences… Lire la suite
OPTIQUE CRISTALLINE - Principes physiques

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OPTIQUE ONDULATOIRE

Écrit par :  Bernard PIRE

  *Augustin Fresnel (1788-1827) peut être considéré comme le fondateur de l'optique moderne. Dans son mémoire La Diffraction de la lumière, présenté en octobre 1815 à l'Académie des sciences, il écrit : « La théorie vibratoire se prête mieux à expliquer la marche complexe des phénomènes lumineux et comme alors… Lire la suite
PHOTOGRAPHIE - Procédés argentiques

Écrit par :  Jean-Paul GANDOLFO

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PHOTOGRAPHIE - Objectifs photographiques

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SPECTROSCOPIE

Écrit par :  Michel de SAINT SIMON

Dans le chapitre "Interféromètres"  : …  de deux lames réfléchissantes parallèles où la lumière subit des réflexions multiples. Les *interférences entre ces réflexions ne sont constructives que pour les seules longueurs d'onde qui sont des multiples entiers de la distance séparant les deux lames. Ce dispositif de résolution très élevée a un encombrement réduit et l'absence de… Lire la suite
YOUNG THOMAS (1773-1829)

Écrit par :  Jacqueline BROSSOLET

… *Médecin et physicien anglais. Il apprend le grec, le latin, l'hébreu, le français, l'italien, le persan et l'arabe. Il rédige une analyse des systèmes philosophiques connus en Grèce et se passionne pour la botanique et les mathématiques, puis il étudie la médecine à Londres, à Édimbourg et à Göttingen, où il obtient son diplôme de docteur en… Lire la suite

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Propagation d'une vibration lumineuse Franges de Young Franges d'interférence Franges de Young Variations en lumière blanche Variation de l'intensité Variations en lumière blanche Lame à faces parallèles Observation des franges Lame en faisceau parallèle Franges du coin d'air Anneaux de Newton Interféromètre de Michelson Interféromètre de Mach Zehnder Franges par transmission Formule d'Airy Interféromètre de Fabry-Perot Franges produites par une couche mince Verre : traitement par une couche mince Double granularité Microscope interférentiel à deux ondes (principe) Microscope interférentiel de Leitz

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