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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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