Interpréter les interférences

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Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Caractéristiques et propriétés des ondes
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Interpréter les interférences

FB_Bac_98618_PhyT_S_008

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Rappels de cours

1Superposition des ondes

 Lorsque deux ondes se croisent leurs effets se superposent : on dit que les ondes interfèrent. Si les effets s’annulent, on parle d’interférences destructives ; s’ils s’ajoutent, d’interférences constructives.


 Pour des ondes à la surface de l’eau on distingue crêtes et creux.

 Pour des ondes lumineuses, on distingue franges sombres (analogues aux creux) et brillantes (analogues aux crêtes). La distance entre deux franges brillantes ou deux franges sombres est l’interfrangei.

2Ondes en phase, déphasage

 Deux ondes de même fréquence sont en phase lorsque maxima et minima coïncident toujours au cours du temps.

 Lorsque ce n’est pas le cas, on observe un déphasage (ou différence de phase) qui correspond au décalage temporel entre les vibrations des deux sources. En pratique, le déphasage se mesure lors du « passage par zéro ».


3Conditions d’obtention de figures d’interférence

 Deux ondes interfèrent toujours mais le phénomène d’interférence n’est stable que si les sources sont cohérentes.

 Deux sources sont cohérentes si elles sont de même fréquence, en phase ou présentant un déphasage constant au cours du temps.

Méthode

Calculer une interfrange


On éclaire en lumière rouge puis en lumière verte deux fentes séparées de d= 0,1 mm. L’onde lumineuse se sépare en deux ondes (une dans chaque fente) qui interfèrent entre elles. Les figures d’interférence se forment sur un écran situé à D= 2,5 m des fentes.

Données :  ; λrouge= 680 nm ; λvert= 530nm.

1. Calculer les valeurs des interfranges i.

2. Schématiser les deux figures d’interférence observées. Les comparer.

Conseils

1. Convertir toutes les longueurs dans la même unité.

2. Schématiser signifie qu’on ne doit pas représenter les dégradés de couleur. En revanche, à partir du moment où l’interfrange a été calculée, les deux figures doivent être réalisées à l’échelle pour pouvoir les comparer.

Solution

1. On utilise la formule donnée après avoir exprimé d en mètres :

 ;.

2. On trace les franges brillantes rouges espacées de 1,7 cm et les franges brillantes vertes espacées de 1,4 cm (fig.1). Le système de franges en lumière rouge est plus étendu car la longueur d’onde de la radiation rouge est plus grande.


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