Ondes et Diffraction
La diffraction est un phénomène caractéristique des ondes. Elle se produit quand une onde rencontre un obstacle ou une ouverture de taille comparable à sa longueur d'onde.
Objectifs du chapitre
- Décrire le phénomène de diffraction
- Calculer l'angle de diffraction
- Comprendre les interférences
La diffraction
Quand une onde traverse une fente de largeur a, elle s'étale au-delà de la fente. L'angle θ de la tâche centrale dépend de λ/a. Plus la fente est petite (par rapport à λ), plus la diffraction est marquée.
Angle de diffraction
L'angle θ du premier minimum de diffraction vérifie : sin θ = λ/a. Pour les petits angles, θ ≈ λ/a (en radians).
Interférences
Quand deux ondes cohérentes se superposent, elles peuvent s'additionner (interférences constructives) ou s'annuler (interférences destructives). Cela crée des franges alternées claires et sombres.
Formules à retenir
θ = λ/aθ en radians, λ et a en mètres
L = 2λD/aL largeur, D distance écran
i = λD/aDistance entre deux franges
Exercice d'application
Question : Un laser rouge (λ = 633 nm) traverse une fente de 0,1 mm. Calculer l'angle de diffraction en degrés.
Voir la solution
Réponse : θ = λ/a = 633×10⁻⁹ / 0,1×10⁻³ = 6,33×10⁻³ rad ≈ 0,36°
