Conditions d'observation et caractéristiques de la diffraction
La diffraction est un phénomène ondulatoire qui se produit lorsqu'une onde mécanique ou lumineuse rencontre un obstacle ou une ouverture sans changer de milieu. Elle se caractérise par un changement de direction de propagation de l'onde, sans modification de sa longueur d'onde si le milieu est homogène.
Définition: Le phénomène de diffraction s'observe lorsque les dimensions de l'ouverture sont de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde pour une onde mécanique, voire de plusieurs dizaines de longueurs d'onde pour une onde lumineuse.
L'importance de la diffraction est mesurée par l'angle caractéristique de diffraction θ. Pour une ouverture rectangulaire de largeur a, le sinus de cet angle est donné par la formule :
Formule: sin θ = λ/a
où λ est la longueur d'onde. Pour de petits angles, on peut faire l'approximation :
Formule: θ ≈ λ/a (en radians)
Dans le cas d'une ouverture circulaire de diamètre d, la formule devient :
Formule: θ ≈ 1,22λ/d (en radians)
Exemple: La diffraction joue un rôle crucial dans la lecture optique des disques. Pour un DVD utilisant un laser rouge de 650 nm, le faisceau a un diamètre de 1,3 μm. Pour un Blu-ray Disc, un laser violet de 405 nm permet de réduire le diamètre du faisceau à 0,58 μm, ce qui autorise un espacement plus faible entre les pistes (0,32 μm contre 0,74 μm pour le DVD).
Highlight: Le phénomène de diffraction intervient dans de nombreux domaines tels que la cristallographie, l'astronomie et l'acoustique. En astronomie, par exemple, la diffraction par la monture des objectifs limite la résolution des télescopes, ce qui nécessite d'augmenter leur diamètre pour améliorer les observations.
