DIFFRACTION, physique

Écart, par rapport aux lois de l'optique géométrique (propagation rectiligne, etc.), de la propagation des ondes (acoustiques, optiques, etc.), en présence d'un obstacle ou, plus généralement, modification de la propagation libre des ondes dont la longueur d'onde n'est pas négligeable devant les dimensions de l'obstacle.

En physique ondulatoire, à l'approximation « géométrique », il n'y a propagation d'énergie entre une source ponctuelle et un point d'observation que si la droite qui les joint ne rencontre pas d'obstacle parfaitement absorbant. La région de l'espace où cette condition n'est pas remplie constitue « l'ombre géométrique » de l'obstacle. Les phénomènes de diffraction se manifestent par l'existence d'une intensité vibratoire non nulle à l'intérieur de l'ombre géométrique (disparition des ombres nettes) et par la modification de l'intensité déjà existante au-delà de cette région, la figure de diffraction étant souvent formée de « franges ». Bien que la notion de diffraction soit apparue primitivement en physique macroscopique, on peut l'étendre au domaine microscopique tant que la condition relative à la longueur d'onde est remplie. La diffraction par un objet microscopique, éventuellement par une particule atomique, est d'ordinaire appelée « diffusion ».

Dans le cas d'un obstacle macroscopique, la théorie élémentaire de la diffraction (Huygens, Fresnel) est valable pour une longueur d'onde petite, mais non négligeable, devant les longueurs caractéristiques du problème (dimensions des obstacles et de la section du faisceau, distances de la source et du point d'observation à l'obstacle). Elle correspond à une approximation pas trop éloignée de l'approximation géométrique et ne fait pas intervenir la nature physique de l'onde ou de l'obstacle. On part du principe de Huygens (1678), selon lequel tout point atteint par une onde devient à son tour source ponctuelle d'une onde sphérique élémentaire, la figure de diffraction résultant alors de l'interférence des ondes élémentaires [...]

1 2 3 4 5

pour nos abonnés,
l’article se compose de 2 pages


Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis



Écrit par :

Classification


Autres références

«  DIFFRACTION, physique  » est également traité dans :

AVIATION - Avions civils et militaires

  • Écrit par 
  • Yves BROCARD
  •  • 9 436 mots
  •  • 21 médias

Dans le chapitre « Furtivité »  : […] grâce à des surfaces très arrondies, technique utilisée sur le B-2 en forme d'aile volante. Quant aux diffractions, elles se produisent sur les arêtes. Pour les mêmes raisons que précédemment, les arêtes rectilignes et inclinées par rapport à la direction des radars sont préférables […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/aviation-avions-civils-et-militaires/#i_20072

ÉLECTRO-ACOUSTIQUE

  • Écrit par 
  • Éric de LAMARE
  •  • 7 351 mots
  •  • 10 médias

Dans le chapitre « Microphones »  : […] satisfaire, et c'est là le problème essentiel du microphone : par sa seule présence matérielle, il perturbe notablement la forme des ondes acoustiques en son voisinage, de sorte qu'il est évidemment impossible, en toute rigueur, de savoir ce qui se passait au point considéré avant que l'on n'y place le microphone : c'est le phénomène de diffraction […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/electro-acoustique/#i_20072

LUMIÈRE

  • Écrit par 
  • Séverine MARTRENCHARD-BARRA
  •  • 6 173 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « La diffraction »  : […] La diffraction de la lumière est un phénomène observable lorsque la longueur d'onde de la lumière est du même ordre de grandeur que la dimension d'un obstacle qu'elle franchit (trou, fente, etc.). Si l'image de l'objet est vue de suffisamment loin, son contour n'est pas net : on observe des figures d'interférences (zones claires ou sombres) au-delà […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lumiere/#i_20072

MICROSCOPIE

  • Écrit par 
  • Christian COLLIEX, 
  • Jean DAVOUST, 
  • Étienne DELAIN, 
  • Pierre FLEURY, 
  • Georges NOMARSKI, 
  • Frank SALVAN, 
  • Jean-Paul THIÉRY
  •  • 19 720 mots
  •  • 17 médias

Dans le chapitre « Pouvoir de résolution du microscope électronique »  : […] Le phénomène de diffraction par une ouverture de taille finie intervient sur les ondes corpusculaires de façon identique à son action sur les ondes de lumière. Il fournit d'un point source objet une image, la tache d'Airy, dont le diamètre varie en λ/α, c'est-à-dire inversement proportionnellement à l'ouverture angulaire α de la lentille […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/microscopie/#i_20072

ONDES, physique

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 3 574 mots

Dans le chapitre « Diffraction »  : […] Le phénomène de diffraction est la modification des caractéristiques d’une onde qui rencontre un obstacle. Il est commun à tous les types d’ondes mais est particulièrement intéressant dans le cas optique, où il se présente comme une perte de netteté des contours de l’image d’un objet éclairé. Il est la cause principale de la limite de performance […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ondes-physique/#i_20072

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Fermions

  • Écrit par 
  • Jean-Eudes AUGUSTIN, 
  • Michel PATY, 
  • Bernard PIRE
  •  • 16 246 mots
  •  • 16 médias

Dans le chapitre « L'électron quantique »  : […] En 1927, les physiciens américains Clinton Davisson et Lester Germer détectent la diffraction des électrons par un cristal de nickel. Cette découverte fut quelque peu accidentelle : à la suite d'une fausse manœuvre, ils avaient pollué un échantillon de nickel sur lequel ils étudiaient sous vide la diffusion des électrons. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-fermions/#i_20072

QUASI-CRISTAUX

  • Écrit par 
  • Marc AUDIER, 
  • Michel DUNEAU
  •  • 3 080 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Modélisation des structures quasi périodiques »  : […] des structures atomiques calquées sur ces pavages de l'espace produisent des figures de diffraction formées de pics de Bragg dont l'arrangement possède la symétrie icosaédrique et qui sont très semblables aux figures de diffraction expérimentales. La modélisation des quasi-cristaux et la simulation de leur diffraction utilisent une construction […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/quasi-cristaux/#i_20072

SNELL VAN ROYEN WILLEBRORD (1580-1626)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 582 mots

Mathématicien, astronome et physicien, Snell découvrira en 1621 les lois (dites de Snell-Descartes) de la diffraction, éléments fondamentaux de l’optique géométrique. Ces résultats non publiés furent popularisés en 1703 dans la Dioptrica du physicien Christiaan Huygens […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/willebrord-snell-van-royen/#i_20072

SONS - Production et propagation des sons

  • Écrit par 
  • Michel BRUNEAU, 
  • André DIDIER, 
  • Jean-Claude RISSET
  •  • 13 389 mots
  •  • 20 médias

Dans le chapitre « Propagation et effet des obstacles »  : […] la fréquence). Cependant, les ondes sonores peuvent aussi « contourner » les obstacles, ce qui correspond au phénomène ondulatoire de diffraction. Si la longueur d'onde de la vibration est grande par rapport à l'obstacle, cet obstacle perturbe à peine la propagation. La longueur d'onde des sons audibles varie entre 17 mètres (pour un son de 20 Hz […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/sons-production-et-propagation-des-sons/#i_20072

SURFACE PHÉNOMÈNES DE

  • Écrit par 
  • Jean-François JOANNY, 
  • Jean SUZANNE
  •  • 6 286 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Interaction avec les atomes »  : […] Lorsqu'on bombarde une surface avec des atomes neutres de masse m, monocinétiques, de vitesse v, on peut obtenir un phénomène de diffraction, lorsque la longueur d'onde associée λ = h/mv est de l'ordre de grandeur des distances interatomiques. Cela est obtenu avec des […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/phenomenes-de-surface/#i_20072

Pour citer l’article

Viorel SERGIESCO, « DIFFRACTION, physique », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le . URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/diffraction-physique/