INTERFÉRENCES LUMINEUSES
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Interférences à ondes multiples
Dans les phénomènes étudiés précédemment, on n'a considéré que les interférences produites par deux ondes provenant d'un même point de la source et présentant une certaine différence de marche. On n'a pas tenu compte des ondes multiples qui se produisent, négligeables en général par suite du faible pouvoir réflecteur de la lame. Si l'on donne à la lame un pouvoir réflecteur élevé, on ne peut plus négliger ces ondes multiples, et nous allons étudier maintenant les phénomènes qu'elles produisent. Quelques définitions sont d'abord nécessaires.
On appelle facteur de réflexion ou pouvoir réflecteur d'une surface le rapport R de l'énergie réfléchie à l'énergie incidente ; il est toujours inférieur à 1. De même on appelle facteur de transmission le rapport T de l'énergie transmise à l'énergie incidente.
Lorsque les milieux sont transparents, toute l'énergie incidente se retrouve dans l'énergie réfléchie et l'énergie transmise. La conservation de l'énergie permet d'écrire :
Dans le cas de la réflexion métallique, une partie D de l'énergie est perdue par absorption. On a :
Lame à faces parallèles. Franges par transmission
Considérons deux surfaces semi-réfléchissantes parallèles AB et A′B′ identiques. Un rayon incident SI1 donne naissance à toute une série de rayons réfléchis J1I2, I2J2, J2I3, etc., et il sort du système formé par AB et A′B′ un faisceau de rayons parallèles (1), (2), (3), etc., qui peuvent interférer à l'infini. On observe donc les phénomènes dans le plan focal F d'une lentille O comme dans le cas des franges à l'infini à deux ondes. Posons :
Dessin
Franges par transmission produites par une lame à faces parallèles
Crédits : Encyclopædia Universalis France
L'intensité au point M du plan focal est donnée par la formule d'Airy :
Il y aura un anneau brillant au point M si sin2 (ϕ/2) = 0, c'est-à-dire si ϕ = 2 K π. La figure montre les variations de I en fonction de ϕ. Les courbes 1, 2, 3 ont été construites pour des valeurs croissantes de R. Si R est très élevé, les franges apparaissent sous la forme d'anneaux brillants très fins se détachant sur un fond presque noir. Si K est le nombre des anneaux que l'on voit entre F et M, on a :
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Représentation graphique de la formule d'Airy
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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Représentation graphique de la formule d'Airy
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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Écrit par :
- Maurice FRANÇON : professeur honoraire de la faculté des sciences, université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie
- Michel HENRY : agrégé de sciences physiques, docteur ès sciences, maître de conférences à l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie
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Pour citer l’article
Maurice FRANÇON, Michel HENRY, « INTERFÉRENCES LUMINEUSES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 31 juillet 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/interferences-lumineuses/