Interférences

Les interférences se produisent lorsque deux ondes se superposent en un point de l'espace.

Définition: Il y a interférence en un point de l'espace si deux ondes s'y superposent : les amplitudes des deux ondes s'additionnent.

Pour obtenir des interférences stables, les ondes doivent avoir la même fréquence et un déphasage constant.

La figure d'interférence observée sur un écran est formée d'une alternance de franges sombres et lumineuses qui s'insèrent dans la figure de diffraction.

Interférences constructives

Les interférences sont constructives lorsque la superposition des ondes produit une amplitude totale maximale.

Formule: La condition d'interférence constructive est donnée par : δ = pλ, où δ est la différence de marche et p un entier relatif.

Pour deux ondes lumineuses monochromatiques, les interférences constructives correspondent à une intensité lumineuse maximale.

Interférences destructives

Les interférences sont destructives lorsque la superposition des ondes produit une amplitude totale minimale ou nulle.

Formule: La condition d'interférence destructive est donnée par : δ = (2p+1)λ/2, où p est un entier relatif.

Pour deux ondes lumineuses monochromatiques, les interférences destructives correspondent à une intensité lumineuse minimale, voire nulle.

Vocabulaire: La différence de marche δ est l'écart entre les trajets optiques des deux ondes qui interfèrent.

L'interfrange, qui sépare deux franges brillantes ou sombres consécutives, est donné par la formule : i = λD/a, où D est la distance entre les sources et l'écran, et a la distance entre les sources.

Highlight: Les ondes qui interfèrent doivent être cohérentes, ce qui est généralement obtenu en divisant une onde unique en deux faisceaux.

Couleurs interférentielles

Dans certains dispositifs, comme les lames d'air, on peut observer des couleurs dues aux interférences. L'interfrange étant lié à l'angle d'incidence et à la longueur d'onde, la variation de l'angle d'observation modifie la position des franges et donc les couleurs perçues.

Exemple: Les couleurs interférentielles sont observables dans les bulles de savon ou sur les CD, où il y a superposition des figures d'interférence pour chaque longueur d'onde.