Chapitre 11. Propriétés des ondes

11.3. Les interférences- livre pages: p.67-68

a) Le phénomène d’interférences

http://en.wikipedia.org/wiki/Interference_(wave_propagation)

Ailes d’un papillon A- lumière incidente perpendiculaire à la surface de l’aile; B- lumière incidente inclinée par rapport à la surface de l’aile

Flaque d’huile sur la route

Les couleurs des plumes de paon varient en fonction de l’angle d’observation (a et b). Ces couleurs disparaissent lorsqu’on observe les plumes à l’envers et par transparence (c). © Bernard Valeur

bulle de savon

Franges de Moiré

b) Superposition de deux ondes

• Rappel : une onde progressive périodique sinusoïdale est une onde qui est modélisée par une fonction sinusoïdale

• on parle d’onde monochromatique (une seule longueur d’onde)

• superposition de deux ondes monochromatiques de même fréquence (longueur d’onde) et même amplitude

ondes en phase ondes en opposition de phase

(ASTROLab of Mont-Mégantic National Park)

ondes en phase => interférences constructives

(ASTROLab of Mont-Mégantic National Park)

ondes en opposition de phase => interférences destructives

c) Sources cohérentes• Il existe un déphasage entre

deux fonctions sinusoïdales lorsqu’elles sont décalées dans le temps

• Deux sources sont cohérentes si elles émettent des ondes sinusoïdales de même fréquence et si le retard de l’une par rapport à l’autre ne varie pas au cours du temps.

• Elles gardent alors un déphasage constant

d) Interférences en lumière monochromatique

• Pour obtenir deux sources lumineuses cohérentes, il faut utiliser deux sources secondaires S1 et S2 à partir d’une source unique S

• Ce principe est utilisé dans le dispositif des fentes de Young

• Sur un écran on observe une succession de franges équidistantes alternativement sombres et brillantes

• La distance qui sépare deux franges consécutives des même nature est appelée interfrange

• S1 et S2 sont deux sources cohérentes

• Un point M du milieu de propagation reproduit la vibration de la source S1

avec un retard τ1 qui dépend de la distance d1 et la vibration de S2 avec le retard τ2 dépendant de d2

• On appelle différence de marche δ en un point M: δ= d2 – d1 = S2M – S1M

=c (τ2 – τ1) = c x Δt

• Les interférences sont :Constructives si

δ=2k(λ/2)Destructives si δ=(2k+1)x(λ/2)

Application :12/p.73

D’autres conditions d’interférences: … en utilisant la période de l’onde

• Les interférences sont :Constructives si

Δt=τ2 – τ1 =2k(T/2)

Destructives si

Δt=τ2 – τ1 =(2k+1)x(T/2)

D’autres conditions d’interférences: … en utilisant le déphasage

• Le déphasage :Δϕ =(2π Δt)/T

• Les interférences sont:constructives si

Δϕ = 2kπdestructives si

Δϕ=(2k+1)π

Ex.1:

e) Interférences en lumière blanche

• La lumière blanche -> une infinité de radiations monochromatiques de couleurs différentes.

• Chaque radiation -> une figure d’interférence• La figure d’interférence -> l’addition des

figures d’interférence de toutes les radiations.

f) Couleurs interférentielles

• Certains objets ont des couleurs qui varient suivant l’angle sous lequel on les regarde ( ailes de certains paillons, bulles de savon, taches d’huile sur un sol mouillé..)

• Ces couleurs appelées couleurs interférentielles, ont comme origine le phénomène d’interférence , étant donc très différentes de celles obtenues par l’absorption des colorants.

Ex.2

Ex.3

• A la maison :– 21/p.76– Sujet BAC : 28/p.79