Comprendre les Interférences Lumineuses - Terminale Spécialité Physique

Ouvrir

melanolefish

26/02/2023

Physique/Chimie

Physique - Interférences de deux ondes

Matières

Physique/Chimie

Propriétés physico-chimiques

Ondes et signaux

Interférences de deux ondes

Comprendre les Interférences Lumineuses - Terminale Spécialité Physique

Name: Knowunity
Brand: Knowunity

Les interférences d'ondes sont un phénomène fascinant où deux ondes se superposent pour créer un motif unique, constituant un concept fondamental en physique. Ce phénomène est particulièrement important en optique et en mécanique ondulatoire, où il explique des effets visuels comme les couleurs des bulles de savon ou le fonctionnement de certains instruments optiques. Pour comprendre le phénomène d'interférence lumineuse, nous devons explorer les conditions qui mènent aux interférences constructives et destructives. Ce cours vous guidera à travers les formules essentielles, les principes physiques sous-jacents et les applications pratiques des interférences, notamment à travers l'expérience emblématique des fentes de Young.

...

26/02/2023

2474

Voir

Interférences de deux ondes

Les interférences se produisent lorsque deux ondes se propagent dans un milieu homogène et se superposent. Pour observer ce phénomène, ces ondes doivent respecter certaines conditions essentielles:

Les ondes doivent être synchrones $ou cohérentes$ , c'est-à-dire avoir: La même fréquence $donc même longueur d'onde$ Un déphasage constant Être émises par deux sources ponctuelles en phase

La différence de chemin $ou différence de marche$ δ pour un point M est définie par:

δ = S₂M - S₁M

où S₁ et S₂ sont les deux sources, et M le point d'observation.

Concept clé: Les interférences constructives se produisent lorsque deux ondes arrivent en phase au même point, c'est-à-dire que leurs élongations sont toutes deux maximales ou toutes deux minimales simultanément. L'amplitude résultante est alors maximale.

Pour les interférences constructives, la condition d'interférence constructive est donnée par la formule:

δ = S₂M - S₁M = k × λ

où k est un entier relatif et λ la longueur d'onde en mètres.

Cette formule est fondamentale pour comprendre comment l'interférence constructive différence de marche détermine la position des maxima d'intensité.

Voir

Interférences destructives et applications optiques

Les interférences destructives se produisent dans des conditions spécifiques et sont tout aussi importantes que les interférences constructives:

On observe des interférences destructives lorsque les ondes arrivent en opposition de phase en un point
Dans ce cas, l'amplitude de l'onde résultante est nulle $annulation$
Les crêtes d'une onde coïncident avec les creux de l'autre

La formule d'interférence destructive est:

δ = S₂M - S₁M = (k + ½) × λ

où k est un entier relatif et λ la longueur d'onde en mètres.

Concept important: Pour observer une figure d'interférences stable avec de la lumière, on utilise une source lumineuse monochromatique qui éclaire deux fentes ou deux trous très proches $dispositif de Young$ . Ces fentes agissent comme deux sources secondaires ponctuelles en phase qui émettent des ondes synchrones.

Le chemin optique est un concept fondamental pour comprendre les interférences dans différents milieux:

δₒₚₜᵢₖₑ = n × (S₂M - S₁M)

où n est l'indice de réfraction du milieu, défini par:

n = c/v

avec c la célérité de l'onde dans le vide et v la célérité dans le milieu considéré.

Voir

Relation entre longueur d'onde et indice de réfraction

Dans différents milieux, la longueur d'onde varie selon l'indice de réfraction:

Une onde de longueur d'onde λ₀ dans le vide aura une longueur d'onde λ = λ₀/n dans un milieu d'indice n
Dans l'air $n ≈ 1$ , on a approximativement λ = λ₀

Pour analyser les figures de diffraction et d'interférence, nous devons calculer la différence de chemin optique:

δₒₚₜᵢₖₑ = (n × b × xₖ)/D

où:

n est l'indice du milieu
b est la distance entre les fentes $en m$
xₖ est l'abscisse du point M $en m$
D est la distance entre les fentes et l'écran $en m$

Formule essentielle: Les conditions d'interférence constructive et destructive en fonction du chemin optique sont:

Interférence constructive $frange brillante$ : δₒₚₜᵢₖₑ = k × λ₀

Interférence destructive $frange sombre$ : δₒₚₜᵢₖₑ = $k + ½$ × λ₀ où k est un entier relatif et λ₀ la longueur d'onde dans le vide.

L'interfrange i est un paramètre mesurable important qui correspond à la distance xₖ₊₁ - xₖ séparant les centres de deux franges brillantes ou sombres consécutives. Pour obtenir une mesure précise, on mesure généralement plusieurs interfranges puis on divise par le nombre d'interfranges mesurés.

Contenus similaires

150

Tle

Les systèmes oscillants

physique

520

1ère/Tle

Incertitudes

Incertitude Type, Compatibilité et Z-Score

Know Terminale spé physique-chimie: ondes thumbnail

1574

Tle

Terminale spé physique-chimie: ondes

Chapitre de terminale spé physique-chimie sur les ondes BAC

Know Les ondes électromagnétiques thumbnail

372

Tle

Les ondes électromagnétiques

Chapitre 6

249

Tle

Phénomènes ondulatoires

Fiche de formules

525

Tle

formules de term

contrôle qualité de l'eau, qualité de l'air, onde électromagnétique, structures des lipides

Rien ne te convient ? Explore d'autres matières.

Knowunity est la meilleure application scolaire dans cinq pays européens.

Knowunity a été mis en avant par Apple et a toujours été en tête des classements de l'App Store dans la catégorie Éducation en Allemagne, en Italie, en Pologne, en Suisse et au Royaume-Uni. Rejoins Knowunity aujourd'hui et aide des millions d'étudiants à travers le monde.

Chargement dans le

Google Play

Chargement dans le

App Store

Knowunity est la meilleure application scolaire dans cinq pays européens.

4.9+

Note moyenne de l'appli

21 M

Les élèsves utilisent Knowunity

#1

Dans les palmarès des applications scolaires de 17 pays

950 K+

Les élèves publient leurs fiches de cours

Tu n'es toujours pas convaincu ? Regarde ce que disent les autres élèves ...

Louis B., utilisateur iOS

J'aime tellement cette application [...] Je recommande Knowunity à tout le monde ! !! Je suis passé de 11 à 16 grâce à elle :D

Stefan S., utilisateur iOS

L'application est très simple à utiliser et bien faite. Jusqu'à présent, j'ai trouvé tout ce que je cherchais :D

Lola, utilisatrice iOS

J'adore cette application ❤️ Je l'utilise presque tout le temps pour réviser.

Matières

Physique/Chimie

Propriétés physico-chimiques

Ondes et signaux

Interférences de deux ondes

Physique/Chimie

•

2 474

•

26 févr. 2023

•

4 pages

Comprendre les Interférences Lumineuses - Terminale Spécialité Physique

melanolefish

@melanolefish

Inscris-toi pour voir le contenuC'est gratuit!

Accès à tous les documents

Améliore tes notes

Rejoins des millions d'étudiants

En t'inscrivant, tu acceptes les Conditions d'utilisation et la Politique de confidentialité.

Interférences de deux ondes

Les ondes doivent être synchrones $ou cohérentes$ , c'est-à-dire avoir: La même fréquence $donc même longueur d'onde$ Un déphasage constant Être émises par deux sources ponctuelles en phase

La différence de chemin $ou différence de marche$ δ pour un point M est définie par:

δ = S₂M - S₁M

où S₁ et S₂ sont les deux sources, et M le point d'observation.

Concept clé: Les interférences constructives se produisent lorsque deux ondes arrivent en phase au même point, c'est-à-dire que leurs élongations sont toutes deux maximales ou toutes deux minimales simultanément. L'amplitude résultante est alors maximale.

Pour les interférences constructives, la condition d'interférence constructive est donnée par la formule:

δ = S₂M - S₁M = k × λ

où k est un entier relatif et λ la longueur d'onde en mètres.

Cette formule est fondamentale pour comprendre comment l'interférence constructive différence de marche détermine la position des maxima d'intensité.

Inscris-toi pour voir le contenuC'est gratuit!

Accès à tous les documents

Améliore tes notes

Rejoins des millions d'étudiants

En t'inscrivant, tu acceptes les Conditions d'utilisation et la Politique de confidentialité.

Interférences destructives et applications optiques

Les interférences destructives se produisent dans des conditions spécifiques et sont tout aussi importantes que les interférences constructives:

On observe des interférences destructives lorsque les ondes arrivent en opposition de phase en un point
Dans ce cas, l'amplitude de l'onde résultante est nulle $annulation$
Les crêtes d'une onde coïncident avec les creux de l'autre

La formule d'interférence destructive est:

δ = S₂M - S₁M = (k + ½) × λ

où k est un entier relatif et λ la longueur d'onde en mètres.

Concept important: Pour observer une figure d'interférences stable avec de la lumière, on utilise une source lumineuse monochromatique qui éclaire deux fentes ou deux trous très proches $dispositif de Young$ . Ces fentes agissent comme deux sources secondaires ponctuelles en phase qui émettent des ondes synchrones.

Le chemin optique est un concept fondamental pour comprendre les interférences dans différents milieux:

δₒₚₜᵢₖₑ = n × (S₂M - S₁M)

où n est l'indice de réfraction du milieu, défini par:

n = c/v

avec c la célérité de l'onde dans le vide et v la célérité dans le milieu considéré.

Inscris-toi pour voir le contenuC'est gratuit!

Accès à tous les documents

Améliore tes notes

Rejoins des millions d'étudiants

En t'inscrivant, tu acceptes les Conditions d'utilisation et la Politique de confidentialité.

Relation entre longueur d'onde et indice de réfraction

Dans différents milieux, la longueur d'onde varie selon l'indice de réfraction:

Une onde de longueur d'onde λ₀ dans le vide aura une longueur d'onde λ = λ₀/n dans un milieu d'indice n
Dans l'air $n ≈ 1$ , on a approximativement λ = λ₀

Pour analyser les figures de diffraction et d'interférence, nous devons calculer la différence de chemin optique:

δₒₚₜᵢₖₑ = (n × b × xₖ)/D

où:

n est l'indice du milieu
b est la distance entre les fentes $en m$
xₖ est l'abscisse du point M $en m$
D est la distance entre les fentes et l'écran $en m$

Formule essentielle: Les conditions d'interférence constructive et destructive en fonction du chemin optique sont:

Interférence constructive $frange brillante$ : δₒₚₜᵢₖₑ = k × λ₀

Interférence destructive $frange sombre$ : δₒₚₜᵢₖₑ = $k + ½$ × λ₀ où k est un entier relatif et λ₀ la longueur d'onde dans le vide.

Inscris-toi pour voir le contenuC'est gratuit!

Accès à tous les documents

Améliore tes notes

Rejoins des millions d'étudiants

En t'inscrivant, tu acceptes les Conditions d'utilisation et la Politique de confidentialité.

Calcul de l'interfrange

Pour déterminer l'expression mathématique de l'interfrange i, nous devons analyser la position des franges successives:

Pour les franges brillantes $interférences constructives$ :

δₒₚₜᵢₖₑ = k × λ₀ = $n × b × xₖ$ /D
D'où: xₖ = $k × λ₀ × D$ / $n × b$
Et: xₖ₊₁ = $(k+1$ × λ₀ × D)/ $n × b$

Pour les franges sombres $interférences destructives$ :

δₒₚₜᵢₖₑ = $k + ½$ × λ₀ = $n × b × xₖ$ /D
D'où: xₖ = $k + ½$ × $λ₀ × D$ / $n × b$
Et: xₖ₊₁ = $k + 1 + ½$ × $λ₀ × D$ / $n × b$

Dans les deux cas, l'interfrange i = xₖ₊₁ - xₖ nous donne la même formule finale:

i = (λ₀ × D)/(n × b)

Formule à retenir: Cette formule d'interférence nous montre que l'interfrange est directement proportionnel à la longueur d'onde λ₀ et à la distance D entre les fentes et l'écran, mais inversement proportionnel à l'indice du milieu n et à la distance b entre les fentes.

Cette relation est fondamentale dans l'étude de la diffraction et interférence en Terminale et permet de mesurer expérimentalement la longueur d'onde d'une source lumineuse en mesurant l'interfrange sur un écran.

Contenus similaires

Les systèmes oscillants

150

Incertitudes

520

Terminale spé physique-chimie: ondes

1574

Rien ne te convient ? Explore d'autres matières.

Les étudiants nous adorent — il ne manque plus que toi.

4.9/5

App Store

4.8/5

Google Play

L'application est très facile d'utilisation et bien conçue. Jusqu'à présent, j'ai trouvé tout ce que je cherchais et j'ai pu apprendre beaucoup de choses grâce aux présentations ! Je vais certainement utiliser l'application pour un travail en classe ! Et comme source d'inspiration personnelle, elle est bien sûr aussi très utile.

Stefan S

utilisateur iOS

Cette application est vraiment super. Il y a tellement de fiches de révision et d'aide, [...]. Par exemple, la matière qui me pose problème est le français et l'appli a un choix d'aide très large. Grâce à cette application, je me suis améliorée en français. Je la recommanderais à tout le monde.

Samantha Klich

utilisatrice Android

Waouh, je suis vraiment abasourdi. J'ai essayé l'application parce que je l'avais déjà vue plusieurs fois dans la publicité et j'ai été absolument choquée. Cette appli est L'AIDE dont on rêve pour l'école et surtout, elle propose tellement de choses, comme des rédactions et des fiches qui m'ont personnellement TRÈS bien aidé.

Anna

utilisatrice iOS

Meilleur application je voulais m'entraîner pour mes maths puis j'ai tout compris d'un coup c'est mon nouveau prof maintenant 🤣🤣

Thomas R

utilisateur d' Android

super application pour réviser je révise tout les soirs

Esteban M

utilisateur d'Android

Permet de vraiment comprendre les cours sous forme de fiches de révisions déjà faites ! Incroyable, je recommande vraiment

Leny

utilisateur d'Android

L'application est tout simplement géniale ! Il me suffit de taper mon sujet dans la barre de recherche et je le vérifie très rapidement. Je ne dois plus regarder 10 vidéos YouTube pour comprendre quelque chose et j'économise ainsi mon temps. Je te le recommande !

Sudenaz Ocak

utilisateur Android

Cette application m'a vraiment fait m'améliorer ! J'étais vraiment nul en maths à l'école et grâce à l'appli, je suis meilleur en maths ! Je suis tellement reconnaissante que vous ayez créé cette application.

Greenlight Bonnie

utilisateur Android

PARFAIT 🌟 💕🔥 ça facilite Vrmt la révision avec des fiches de révisions fascinants✨🥰

Khady

utilisatrice d'Android

Je conseille vraiment ! je galère à avoir des cours clairs et ça aide énormément !!

Claire

utilisatrice iOS

C’est vraiment mais vraiment la meilleurs appli au début de l’année au collège jetait une élève perturbatrice et j’avais 9 de moyenne générale plus précisément 9,68... Et la un de mes potes me donne cette appli pour réviser c’était incroyable y’a des fiche de révision des quiz bref grâce à cette appli je suis passé de 9,68 à 17,40 trop contente 🤩🤩

Raoul

utilisateur IOS

Knowunity est vraiment une application incroyable elle est pour tous les âges et s’adapte à tous les niveaux.Elle permet de mieux comprendre et apprendre. Cette application est super pour les devoirs et pour les contrôles je la recommande à tous le monde petit ou grands

Ella

utilisatrice iOS

Stefan S

utilisateur iOS

Samantha Klich

utilisatrice Android

Anna

utilisatrice iOS

Meilleur application je voulais m'entraîner pour mes maths puis j'ai tout compris d'un coup c'est mon nouveau prof maintenant 🤣🤣

Thomas R

utilisateur d' Android

super application pour réviser je révise tout les soirs

Esteban M

utilisateur d'Android

Permet de vraiment comprendre les cours sous forme de fiches de révisions déjà faites ! Incroyable, je recommande vraiment

Leny

utilisateur d'Android

Sudenaz Ocak

utilisateur Android

Greenlight Bonnie

utilisateur Android

PARFAIT 🌟 💕🔥 ça facilite Vrmt la révision avec des fiches de révisions fascinants✨🥰

Khady

utilisatrice d'Android

Je conseille vraiment ! je galère à avoir des cours clairs et ça aide énormément !!

Claire

utilisatrice iOS

Raoul

utilisateur IOS

Ella

utilisatrice iOS