La diffraction

La diffraction est un phénomène d’interférence qui se produit lorsque de la lumière passe à travers une ouverture très petite. La lumière est partiellement déviée sur les parois de l’ouverture. La portion déviée de la lumière « rebondit » sur la portion non déviée, ce qui crée de l’interférence.

Pour que le phénomène soit bien visible, il faut que l’ouverture ait une longueur comparable à la longueur de l’onde qui la traverse.


Source

On observe clairement des zones plus lumineuses et des zones plus sombres pour chacune des quatre images de diffraction. Ce phénomène a pour cause l’interférence entre les ondes du laser.

 

Le schéma qui suit représente un laser rouge envoyé sur une plaque comportant deux fentes très étroites. Les ondulations du laser sont déviées par les petites ouvertures.
 
Dans la réalité, le rayonnement du laser est dévié dans une multitude de directions, mais seulement certaines directions ont été retenues pour que le schéma soit plus clair. Aussi, les rayons ont été représentés de diverses couleurs pour faciliter l’explication. Évidemment, la couleur du laser reste réellement toujours rouge, même après avoir passé par les petites ouvertures.
 

 
On remarque que sur l’écran à droite, les deux rayons bleus arrivent au sommet de leur crête à la fin de leur trajet. Cela signifie que l’amplitude du laser augmente en ce point et que nous voyons une tache rouge encore plus brillante. Il en va de même pour les paires de rayons verts et violets.
 
Cette deuxième illustration illustre l’effet contraire :
 

 
Le rayon orange frappe l’écran alors qu’il est au sommet de sa crête alors que le rayon vert frappe l’écran en bas de crête. Les amplitudes s’annulent donc. Il n’apparaît rien sur l’écran en cet endroit (que du noir). L’explication est la même pour les rayons bleu et gris.

Le résultat qu’on obtient dans la réalité est illustré par la première image de la fiche : une succession de taches brillantes et sombres.

Le phénomène de la diffraction est encore aujourd’hui utilisé pour démontrer la nature ondulatoire du rayonnement électromagnétique.

Les exercices

Les références

  • MELS
  • Rogers
  • Réunir Réussir
  • Fondation Réussite Jeunesse