DIFFRACTION, physique
Carte mentale
Élargissez votre recherche dans Universalis
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 entre elles et avec l'onde primitive. En outre, on admet, d'après Fresnel (1818), [...]
1
2
3
4
5
…
pour nos abonnés,
l’article se compose de 2 pages
Écrit par :
- Viorel SERGIESCO : docteur en physique
Classification
Autres références
« DIFFRACTION, physique » est également traité dans :
AVIATION - Avions civils et militaires
Dans le chapitre « Furtivité » : […] Une nouvelle discipline est apparue dans les années 1960-1970 : la discrétion radar, encore appelée furtivité. Il s'agit de rester le plus longtemps possible invisible aux radars ennemis, au sol ou aéroportés, afin de pouvoir échapper aux défenses de l'adversaire, notamment à ses missiles antiaériens. On cherche alors à réduire la section équivalente radar (S.E.R.) qui est la mesure de l'écho émi […] Lire la suite
ÉLECTRO-ACOUSTIQUE
Dans le chapitre « Microphones » : […] Les microphones sont des transducteurs électro-acoustiques destinés à transformer l'énergie acoustique en énergie électrique, mais cette définition n'est pas suffisante : il faut ajouter que ce sont des capteurs, c'est-à-dire des appareils destinés exclusivement à opérer comme des sondes. On place un capteur en un point bien déterminé de l'espace pour savoir ce qui se passe en ce point ; mais, idé […] Lire la suite
LUMIÈRE
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 de la zone d'éclairement prédite par l'optique g […] Lire la suite
MICROSCOPIE
Dans le chapitre « Pouvoir de résolution du microscope électronique » : […] Pour illustrer cette richesse du champ d'applications, nous allons montrer d'abord comment le pouvoir de résolution du microscope électronique moderne est adapté à l'imagerie des structures atomiques. Les qualités d'un microscope électronique dépendent surtout de celles de son objectif, car ce sont les défauts de l'image qu'il donne qui sont amplifiés par la lentille intermédiaire et le projecteu […] Lire la suite
ONDES, physique
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 des microscopes optiques. Incompatible avec la des […] Lire la suite
PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Fermions
Dans le chapitre « L'électron quantique » : […] La théorie quantique de l'électron a commencé par l'hypothèse de Louis de Broglie en 1923, qui suggère que l'association onde-corpuscule observée pour le photon est universelle : il associe à l'électron en mouvement une longueur d'onde λ = h / p , où p est l'impulsion et h la constante de Planck et il prédit qu'un électron doit donc être capable de diffraction. En 1927, les physiciens américains […] Lire la suite
PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2018
Dans le chapitre « La technique d’amplification à dérive de fréquence des lasers intenses » : […] Si, en 1960, les premiers lasers fonctionnaient de manière continue, les physiciens ont rapidement trouvé le moyen de créer des impulsions de lumière d’une durée d’abord de l’ordre de la nanoseconde (10 -9 seconde), puis de la picoseconde (10 -12 seconde) et de la femtoseconde. À la simple cavité laser succède alors la notion de chaîne laser qui comprend un laser initial fournissant un train d’i […] Lire la suite
QUASI-CRISTAUX
Dans le chapitre « Modélisation des structures quasi périodiques » : […] Si les propriétés structurales paradoxales des quasi-cristaux (réflexions de Bragg et symétries non cristallines) n'ont pas découragé les physiciens de la matière condensée, c'est en partie grâce à des travaux mathématiques réalisés dans les années 1970. Le mathématicien Roger Penrose a montré en effet que l'on peut construire des pavages du plan non périodiques et de symétrie pentagonale en util […] Lire la suite
SNELL VAN ROYEN WILLEBRORD (1580-1626)
Le mathématicien néerlandais Willebrord Snell Van Royen (1580-1626) publie en 1617 à Leyde (Hollande) le traité Eratosthenes Batavus . De Terrae ambitus vera quantitate . Snell naît le 13 juin 1580 à Leyde, située dans les Provinces-Unies, qui ont fait sécession d’avec l’Espagne en 1579. Fils aîné du professeur de mathématiques de l’université de Leyde, il suit une éducation privée dans la mais […] Lire la suite
SONS - Production et propagation des sons
Dans le chapitre « Propagation et effet des obstacles » : […] Une onde « plane » se propage dans une direction, sans affaiblissement. Une onde « sphérique » se propage dans toutes les directions : s'il n'y a pas de pertes dans le milieu de transmission, l'énergie qu'elle transmet à un récepteur décroît comme l'inverse du carré de la distance, en raison de l'augmentation de la surface. La vitesse de propagation, ou célérité, d'un son dans un milieu élastique […] Lire la suite
Pour citer l’article
Viorel SERGIESCO, « DIFFRACTION, physique », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 19 janvier 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/diffraction-physique/