INTERFÉRENCES LUMINEUSES

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Interférométrie par granularité (« speckle »)

La granularité

Faisons traverser un verre dépoli par une onde lumineuse cohérente (ou réfléchissons-la par une surface rugueuse). Chaque point du verre dépoli se comporte, d'après le principe de Huygens-Fresnel, comme une source secondaire de lumière. Les vibrations issues de ces sources peuvent interférer, mais la traversée du dépoli leur a communiqué des différences de marche variant au hasard. La figure d'interférence observée est elle aussi aléatoire. Elle est constituée de points lumineux sur fond sombre car la probabilité d'une interférence constructive est assez faible. Cette structure particulière porte le nom de granularité, ou bien celui de « speckle », d'origine anglo-saxonne.

Double granularité

Dessin : Double granularité

Dessin

Enregistrement d'une double granularité (a) et production de franges d'interférences par cette double granularité (b). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Il est possible d'enregistrer la granularité sur une plaque photographique à grain fin. Après traitement, celle-ci se comporte comme un verre dépoli. Il est ainsi possible d'engendrer des figures de granularité rigoureusement identiques, ce qui est souvent commode.

Expérience de Burch et Tokarski

C'est l'expérience fondamentale de l'interférométrie par granularité, dont dérivent toutes les applications. À l'aide d'un faisceau laser et d'un diffuseur, formons une figure de granularité sur une plaque photographique. Après enregistrement et sans rien changer d'autre au montage, déplaçons latéralement la plaque d'une distance d de l'ordre d'une fraction de millimètre, puis enregistrons à nouveau la granularité. Après traitement, la plaque montre une double granularité dont les grains homologues sont distants de d.

Éclairons cette plaque par un faisceau de lumière parallèle. À l'infini ou, ce qui revient au même, dans le plan focal image d'un objectif nous observons des franges d'interférences à deux ondes. Comment interpréter ces franges ? Chaque paire de grains se comporte comme deux trous de Young et donne naissance à des franges. Les couples de grains étant similaires, les franges sont identiques, et se superposent exactement. En outre, les paires étant réparties aléatoirement dans le plan de la plaque, tout se passe comme si les ondes qu'ils [...]


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Propagation d'une vibration lumineuse

Propagation d'une vibration lumineuse
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Franges de Young

Franges de Young
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Variations en lumière blanche

Variations en lumière blanche
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Variation de l'intensité

Variation de l'intensité
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Écrit par :

  • : professeur honoraire de la faculté des sciences, université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie
  • : 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 13 octobre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/interferences-lumineuses/