Le phénomène de diffraction : ondes et lumière
La diffraction se produit quand une onde rencontre un obstacle ou une fente de taille proche de sa longueur d'onde . Ce phénomène modifie la propagation de l'onde en l'étalant. Pour une fente, l'écart angulaire vaut . Plus l'ouverture est étroite, plus la diffraction est marquée. La fréquence et la célérité de l'onde restent inchangées lors de ce processus. C'est une preuve du caractère ondulatoire de la lumière.
Le résumé
Comprendre le cours
La diffraction se produit quand une onde rencontre un obstacle ou une fente de taille proche de sa longueur d'onde . Ce phénomène modifie la propagation de l'onde en l'étalant. Pour une fente, l'écart angulaire vaut . Plus l'ouverture est étroite, plus la diffraction est marquée. La fréquence et la célérité de l'onde restent inchangées lors de ce processus. C'est une preuve du caractère ondulatoire de la lumière.
Avant de commencer
Prérequis
Notion d'onde mécanique et électromagnétique
Périodicité temporelle et spatiale
Relation
Le plan
Structure du cours
- 1
Le phénomène de diffraction
Définition et conditionsDiffraction par une fente ou un filLa diffraction est une modification de la direction de propagation d'une onde.
Elle se produit lorsqu'une onde rencontre un obstacle ou une ouverture de dimension comparable à sa longueur d'onde .
- 2
Caractérisation du phénomène
Figure de diffractionÉcart angulaireLa figure obtenue montre une tache centrale brillante entourée de taches secondaires.
L'écart angulaire dépend inversement de la largeur de l'ouverture.
À retenir
Notions clés
Diffraction
À mémoriserPhénomène où une onde est déviée par un obstacle ou une ouverture sans changer de fréquence ni de longueur d'onde.
La lumière laser passant par un cheveu.
Écart angulaire $$\theta$$
À mémoriserAngle entre le milieu de la tache centrale et le premier minimum d'intensité de la figure de diffraction.
en radians.
Longueur d'onde $$\lambda$$
À mémoriserDistance parcourue par l'onde pendant une période .
La lumière visible se situe entre et .
En pratique
Exemple résolu
Un faisceau laser de longueur d'onde passe à travers une fente fine de largeur .
- 1
Étape 1 : Identifier la relation où est exprimé en radians.
- 2
Étape 2 : Convertir la longueur d'onde en mètres () et la largeur en mètres.
- 3
Résultat : Le calcul de l'écart angulaire permet de déterminer la largeur de la tache centrale sur un écran situé à une distance avec la relation .
Mémoriser plus vite
Astuces & analogies
Relation entre $$a$$ et $$\lambda$$
Plus le trou est petit, plus la diffraction est grande : 'Petit trou, grande diffraction' ( augmente quand diminue).
Figure de diffraction
La tache centrale est toujours plus large et plus lumineuse que les autres : elle contient l'essentiel de l'énergie de l'onde.
Ne plus se tromper
Erreurs fréquentes
Confondre la diffraction avec la réfraction ou la réflexion.
La diffraction ne nécessite pas de changement de milieu, mais une interaction avec un obstacle de petite taille.
Utiliser en millimètres sans convertir en mètres.
Il faut toujours homogénéiser les unités dans le système international () pour calculer .
Se tester
Flashcards
Cliquez sur une carte pour révéler la réponse.
Continuer à réviser
Physique : Étude du circuit RC série
Le circuit RC est composé d'un condensateur de capacité et d'une résistance . Il permet de stocker de l'énergie électrique sous forme de ch...
Bilans et transferts thermiques : concepts et calculs
La thermodynamique en terminale repose sur la maîtrise des transferts thermiques. On distingue trois modes : conduction, convection et rayonnement. Le...
Mécanique céleste : lois de Kepler et gravitation
Le mouvement des planètes autour du Soleil est régi par les trois lois de Kepler. La première précise que l'orbite est une ellipse dont le Soleil occu...