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Concept
Interférence
Résumé
En mécanique ondulatoire, les interférences sont la combinaison de deux ondes susceptibles d'interagir. Ce phénomène apparaît souvent en optique avec les ondes lumineuses, mais il s'obtient également avec des ondes électromagnétiques d'autres longueurs d'onde, ou avec d'autres types d'ondes comme des ondes sonores. À savoir aussi, le phénomène d'interférence se produit uniquement lors de la combinaison de deux ondes de même fréquence.
L' onde se modélise par une fonction , étant la position dans l'espace et t étant le temps.
Lorsque l'on a deux sources distinctes, deux émetteurs, créant deux ondes A1 et A2, en un point donné, l'amplitude de A sera (si le milieu est linéaire)
En physique, on considère classiquement deux phénomènes « idéaux » qui se produisent lorsqu'on mélange deux ondes sinusoïdales :
l'interférence quand les deux ondes ont la même fréquence ;
le battement quand les fréquences sont légèrement différentes.
Cette approche est justifiée par le fait que :
toute fonction continue et périodique peut se décomposer en une somme de fonctions sinusoïdales (séries de Fourier) ;
lorsque les fréquences sont très différentes, le résultat est bien plus simple.
On utilise des interféromètres pour mesurer ou visualiser les interférences.
Citons le biprisme de Fresnel, les fentes de Young, l'interféromètre de Michelson, l’interféromètre à double miroir, l'interféromètre à lame transparente (de Fabry-Perot) et l’interféromètre de Mach-Zehnder.
On considère deux ondes de même pulsation mais de phases différentes (cela peut être causé par un trajet multiple de l'onde dans sa propagation) d'expressions :
et
On cherche à mettre l'onde résultante sous la forme :
En développant, il vient :
On doit donc résoudre simultanément :
D'où :
On obtient l'amplitude en élevant au carré et en sommant membre à membre les deux équations :
Et ainsi :
Si les ondes se superposent en phase (), on obtient :
On parle d'interférence constructive, car la puissance résultante augmente.
Source officielle
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Proximité ontologique
Personnes associées (53)
Concepts associés (30)
Onde
vignette|Propagation d'une onde. Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales du milieu. Elle se déplace avec une vitesse déterminée qui dépend des caractéristiques du milieu de propagation. vignette|Une vague s'écrasant sur le rivage. Il existe trois principaux types d'ondes : les ondes mécaniques se propagent à travers une matière physique dont la substance se déforme. Les forces de restauration inversent alors la déformation.
Mécanique quantique
La mécanique quantique est la branche de la physique théorique qui a succédé à la théorie des quanta et à la mécanique ondulatoire pour étudier et décrire les phénomènes fondamentaux à l'œuvre dans les systèmes physiques, plus particulièrement à l'échelle atomique et subatomique. Elle fut développée dans les années 1920 par une dizaine de physiciens européens, pour résoudre des problèmes que la physique classique échouait à expliquer, comme le rayonnement du corps noir, l'effet photo-électrique, ou l'existence des raies spectrales.
Diffraction
thumb|Phénomène d'interférences dû à la diffraction d'une onde à travers deux ouvertures. La diffraction est le comportement des ondes lorsqu'elles rencontrent un obstacle ou une ouverture ; le phénomène peut être interprété par la diffusion d’une onde par les points de l'objet. La diffraction se manifeste par des phénomènes d'interférence. La diffraction s’observe avec la lumière, mais de manière générale avec toutes les ondes : le son, les vagues, les ondes radio, Elle permet de mettre en évidence le caractère ondulatoire d'un phénomène et même de corps matériels tels que des électrons, neutrons, atomes froids.