Les ondes lumineuses ou mécaniques (son, vagues à la surface de l'eau…) voient leur direction de propagation changer lorsqu'elles rencontrent des obstacles ou des ouvertures : c'est le phénomène de diffraction.
I Condition de diffraction d'une onde
La diffraction est un phénomène qui se produit lorsqu'une onde périodique rencontre une ouverture ou un obstacle de dimension inférieure ou de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde.
Exemple : une onde mécanique périodique de longueur d'onde λ, se propageant à la surface de l'eau et rencontrant une digue dans laquelle est pratiquée une ouverture de largeur a, peut être diffractée si a λ.
II Expérience de diffraction d'un faisceau lumineux
Pour une onde lumineuse monochromatique traversant une fente fine, on observe sur un écran une série de taches lumineuses entrecoupées d'extinction : c'est la figure de diffraction de l'onde à travers la fente.
À noter
La figure de diffraction est perpendiculaire à l'axe de la fente.
Pour caractériser le phénomène de diffraction, on définit l'écart angulaire θ entre le centre de la tache centrale et la première extinction. Il peut s'exprimer en fonction de la longueur d'onde λ de la radiation lumineuse et de la largeur de la fente a :
Méthode
Déterminer la longueur d'onde d'une lumière laser
On éclaire avec une lumière laser de longueur d'onde λ une fente de largeur a égale à 32,5 μm. On obtient sur l'écran, situé à une distance D = 2,00 m, une figure de diffraction avec une tache centrale de longueur L = 8,60 cm.
Conseils
Solution
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