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INTERFÉRENCES LUMINEUSES

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Applications des interférences

On n'examinera ici ni la spectroscopie interférentielle, traitée dans l'article spectroscopie, ni les applications de l'holographie à l'interférométrie (cf. optique – Optique cohérente).

Microscopes interférentiels

Les objets transparents sont nombreux en biologie, et les microscopistes sont obligés d'avoir recours à des méthodes de coloration pour les apercevoir. Dans le cas d'objets vivants, leurs effets sont très nuisibles et l'intérêt des microscopes interférentiels est de permettre l'observation d'objets vivants dans des conditions de contraste aussi favorables que dans l'étude des objets morts après coloration. Un autre avantage de ces instruments est qu'il est possible de mesurer l'indice ou l'épaisseur des éléments transparents examinés. Enfin leur emploi ne se limite pas à la biologie, et ils trouvent de nombreuses autres applications en chimie, en physique et dans différentes techniques industrielles.

Microscope interférentiel à deux ondes (principe) - crédits : Encyclopædia Universalis France

Microscope interférentiel à deux ondes (principe)

Le principe des microscopes interférentiels à deux ondes est le même que celui des interféromètres ordinaires. Un rayon lumineux SM, issu du condenseur, donne naissance en M à deux rayons, sous l'effet de l'un des éléments de l'interféromètre : le rayon MAN traverse l'objet déphasant A, tandis que le rayon MBN passe à côté ; sous l'action d'un autre élément de l'interféromètre, ces deux rayons se rejoignent en N pour former un rayon unique qui pénètre alors dans le microscope. Le phénomène est le même pour tous les rayons issus du condenseur. On a donc une onde incidente plane Σ0 qui est dédoublée à partir de M en deux ondes Σ1 et Σ2. L'onde Σ2 est déformée à la traversée de l'objet A, alors que l'onde Σ1 n'est pas modifiée. La distance Δ des deux ondes, c'est-à-dire leur différence de marche, est réglée au moyen de l'interféromètre.

Si Δ = 0, les deux ondes sont en phase dans les régions autres que celle déformée par l'objet A, et l'intensité lumineuse a, par exemple, la valeur I0. Si l'objet A introduit une différence de marche δ, on observe dans l'image de A une intensité ;

différente de I0, et l'objet transparent devient visible. Dans le cas où δ = λ/2, l'objet apparaît en noir sur fond blanc. D'une façon générale, si Δ est différent de zéro, on aura une intensité :
en dehors de l'objet et une intensité :
dans l'image de l'objet. Si Δ et δ sont petits, on observera en lumière blanche les teintes interférentielles de l'échelle de Newton : l'image de l'objet apparaîtra avec une teinte différente de celle du reste du champ.

Microscope interférentiel de Leitz - crédits : Encyclopædia Universalis France

Microscope interférentiel de Leitz

La figure donne le principe du microscope interférentiel de Leitz. La lumière provenant de la source S est séparée en deux faisceaux (1) et (2) par la lame semi-réfléchissante L1. Le faisceau (1) traverse L1, se réfléchit sur le miroir M1, traverse l'objet P, l'objectif O1 du microscope, puis se réfléchit sur la lame semi-réfléchissante L2 et pénètre dans l'oculaire O2. Le faisceau (2) est réfléchi par la lame L1, le miroir M2, traverse une préparation R de référence, un objectif O′1, la lame L2 et pénètre dans l'oculaire O2. Les interférences entre (1) et (2) permettent d'observer les détails déphasants de la préparation.

On peut aussi observer, avec des microscopes interférentiels spéciaux, les objets réfléchissants. L'emploi des interférences à ondes multiples donne une excellente précision, spécialement dans l'étude des états de surface.

Mesure du mètre en longueurs d'onde

On peut appliquer les méthodes interférentielles à la mesure du mètre international. On détermine combien de longueurs d'onde d'une radiation déterminée sont contenues dans la longueur de l'étalon déposé au Bureau international[...]

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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

Classification

Pour citer cet article

Maurice FRANÇON et Michel HENRY. INTERFÉRENCES LUMINEUSES [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Article mis en ligne le et modifié le 14/03/2009

Médias

Propagation d'une vibration lumineuse - crédits : Encyclopædia Universalis France

Propagation d'une vibration lumineuse

Franges de Young - crédits : Encyclopædia Universalis France

Franges de Young

Variations en lumière blanche - crédits : Encyclopædia Universalis France

Variations en lumière blanche

Autres références

  • COULEUR DES MINÉRAUX

    • Écrit par
    • 3 516 mots
    • 3 médias
    ...(ClK, ClNa), qui doit sa couleur rouge à de petits cristaux de Fe2O3. 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'...
  • DÉCOUVERTE DE L'HOLOGRAPHIE

    • Écrit par
    • 216 mots
    • 1 média

    Alors qu'il s'efforçait d'améliorer la qualité des microscopes électroniques en privilégiant la phase et non l'amplitude de l'onde, Dennis Gabor (1900-1979) découvre le principe de l'holographie, ce qui lui vaudra le prix Nobel de physique en 1971. Cette technique...

  • EXPÉRIENCE DE YOUNG

    • Écrit par
    • 200 mots
    • 1 média

    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...

  • FABRY CHARLES (1867-1945)

    • Écrit par
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    Physicien français né à Marseille et mort à Paris, Charles Fabry entra à l'École polytechnique à dix-huit ans. Il s'orienta ensuite vers l'enseignement secondaire, puis, son doctorat obtenu, fut nommé à la faculté des sciences de Marseille en 1894. En 1921, il occupa une chaire de physique à la Sorbonne...

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