interference lumineuse cours pdf

PDF	Nature de la lumière interférences Faisceau de lumière Source de lumière primaire Rayons lumineux -> objet qui génère de la lumière secondaire -> objet qui diffuse ou réfléchi la lumière

PDF	Interférence des ondes lumineuses Le phénomène d’interférences est caractérisé par la superposition de deux ou plusieurs ondes cohérentes de même fréquence Il se rencontre dans de très nombreux domaines : ondes sonores ondes radio ondes à la surface de l’eau ondes lumineuses

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ÉTUDE GÉNÉRALE THÉORIQUE DES INTERFÉRENCES DONDES LUMINEUSES

plan du cours d'optique Étude gÉnÉrale thÉorique des interfÉrences d'ondes lumineuses a) interfÉrence entre deux ou plusieurs ondes Émises par des sources ponctuelles : i) dÉfinition gÉnÉrale du phÉnomÈne d’interfÉrence entre deux ou plusieurs ondes : 1) Étude expérimentale

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Interférenceslumineuses

vecteur E~ change de manière aléatoire au cours du temps La durée moyenne entre deux changement de direction est appelé temps de cohérence ˝ c qui est très court comparé au temps de réponse des détecteurs optiques Ainsi il n’est pas possible d’attribuerunedirectionauchampE~ Onditquela lumièreestnonpolarisée

PDF	Chapitre IV Interférences lumineuses

Quelle est l’intensité associée à une onde lumineuse ?
Intensité associée à une onde lumineuse La propagation d’une onde lumineuse s’accompagne d’une propagation d’énergie. Pour s’en convaincre, il suffit de se souvenir que la lumière solaire chauffe : l’énergie lumineuse peut se convertir en chaleur ! proportionnel aux champs E et B mais à leurs carrés.
Qui a découvert l'interférence lumineuse ?
Historiquement, le phénomène d’interférences lumineuses a été découvert par le savant anglais Thomas Young (1773- 1829) en 1801. Pendant ses études de médecine, il avait beaucoup étudié les ondes sonores, soutenant même une thèse sur la voix humaine à l’université de Göttingen.
Quel est le principe d'interférences entre les ondes sonores et les lumineuses ?
Pendant ses études de médecine, il avait beaucoup étudié les ondes sonores, soutenant même une thèse sur la voix humaine à l’université de Göttingen. Il partit donc d’analogies avec les propriétés des ondes sonores et des ondes à la surface de l’eau pour étendre son « principe d’interférences » aux ondes lumineuses.
Qu'est-ce que l'interférence des ondes lumineuses ?
Interférence des ondes lumineuses Le phénomène d’interférences est caractérisé par la superposition de deux ou plusieurs ondes cohérentes de même fréquence. Il se rencontre dans de très nombreux domaines : ondes sonores, ondes radio, ondes à la surface de l’eau, ondes lumineuses.

Propagation d’énergie sans transport de matière

Faisceau de lumière Source de lumière

= c/v.

vitesse de la lumière dans le vide v vitesse de la lumière dans le milieu hebergement.u-psud.fr

Chemin optique L:

C est une courbe a priori quelconque n est l’indice de réfraction local ds élement différentiel d’abscisse curviligne sur C ds C hebergement.u-psud.fr

Principe de Fermat:

Le trajet suivi par un rayon lumineux pour aller d’un point A à un point B est celui pour lequel le chemin optique est minimum (*) Dans un milieu homogène (*) formulation plus recente: celui pour lequel le chemin optique est hebergement.u-psud.fr

Lois de la réfraction (lois de Snell-Descartes)

Trouvées expérimentalement, mais peuvent se déduireu d principe de Fermat hebergement.u-psud.fr

Première loi:

Rayons réfléchi et réfracté sont contenus dans le plan d’incidence (plan formé par la normale et le rayon incident) Deuxième loi: hebergement.u-psud.fr

Formation des images: Stigmatisme

On s’intéresse au devenir de rayons lumineux issusou passant par un même point A et traversant le système optiqu e S hebergement.u-psud.fr

A A’

Si les droites supportant les rayons après le système optique se coupent toutes en un même point A’, on dit que: le système est rigoureusement stigmatique pour A et A’. A et A ́sont conjugués par le système optique S hebergement.u-psud.fr

Cas des lentilles minces:

-> pas de stigmatisme rigoureux MAIS, si les rayons sont faiblement inclinés et proche de l’axe optique (axe de révolution du système): -> stigmatisme approché pour tout point Source ponctuelle: objet lentille Point conjugué à B: B’ hebergement.u-psud.fr

Limite du modèle des rayons lumineux

? Faisceau lumineux incident= Cylindre Ce que prévoit l’optique géométrique ”optique des rayons” Ce qui est observé si le trou est très ”petit” Ce qui est observé si le trou est ”grand” hebergement.u-psud.fr

q ~l/a

Onde plane Onde plane Onde sphérique à progressive progressive grande distance hebergement.u-psud.fr

2 t ¶ f 2 ¶ = 0

c, célérité ou vitesse de propagation des ondes • Forme générale des solutions pour un système à une dimension: hebergement.u-psud.fr

Solutions harmoniques 1 D

Solutions variant sinusoidalement avec le temps en un point de l’espace hebergement.u-psud.fr

O x

λ Notation complexe Onde harmonique dépendance temporelle de la forme cos( w t + f ( r )) = Re ( e - i ( w t + f ( r )) ) On introduit alors l’amplitude complexe du champ s(r,t) telle que hebergement.u-psud.fr

Structure d’une onde électromagnétique plane polari sée linéairement

Si le champ électrique est de cette forme : = ) t , r ( E E cos( wt - k hebergement.u-psud.fr

0 . r ) e

u ALORS : L’onde se propage dans la direction du vecteur k (vecteur d’onde) k = w/c, hebergement.u-psud.fr

Structure d’une onde électromagnétique plane polari sée linéairement

Et le champ magnétique ? Grâce aux Eq. de Maxwell, si on connaît E, on connaît B ) t , r ( B = hebergement.u-psud.fr

( M , t ) = S ( r , t ) S

( r , t ) Le champ électromagnétique est alors décrit par unchamp scalaire complexe S(r,t) proportionnel à l’amplitude du champ E hebergement.u-psud.fr

2 2 ( M ) - y ( M

)) ) ei w t - i y ( ) + e - i w t + i y ( ) ei w t - i y ( M ) ) , t ) S ( M , t ) ( M hebergement.u-psud.fr

Notion d’interférence

L’existence du phénomène d’interférence est intimem ent liée à la manière de détecter les ondes électromagnétiques (détecteur qu adratique lent) Il y a interférence lorsque le signal délivré par ledétecteur est différent de la somme des signaux que le détecteur délivre pour cha que onde seule. hebergement.u-psud.fr

Interférences lumineuses à deux ondes : les bases (1)

Thin Film Interference part 1 Light waves Physics Khan Academy

TERMspé. Exercice : interférences lumineuses

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