Diffraction d’une onde
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Le phénomène physique de diffraction des ondes
Le phénomène physique de diffraction des ondes
La diffraction
La diffraction
- Quand une onde électromagnétique ou mécanique rencontre un obstacle ou une ouverture, sa direction de propagation peut varier sans que sa longueur d’onde $\lambda$, ni sa fréquence $f$ ne changent.
- C’est le phénomène de diffraction de l’onde.
- La diffraction dépend de l’ordre de grandeur de $\lambda$ de l’onde et de $a$ de l’obstacle.
L’écart angulaire
L’écart angulaire
Diffraction d’une onde émise par un faisceau laser monochromatique
- La figure de diffraction, observable sur l’écran, comporte des tâches lumineuses et une tâche centrale, séparées par des zones d’ombres. Elle est le résultat de la diffraction de l’onde.
- L’écart angulaire $\theta$ correspond au demi-angle de la tâche centrale de diffraction.
$$\theta=\frac{\lambda}{a}$$
- Plus la dimension $a$ de la fente ou de l’obstacle que rencontre l’onde est petite par rapport à la longueur d’onde $\lambda$ de l’onde, plus l’angle de diffraction $\theta$ sera important.
Diffraction d’une onde lumineuse
Diffraction d’une onde lumineuse
- Une onde lumineuse subit une diffraction quand elle rencontre un obstacle de même ordre de grandeur que sa longueur d’onde.
Schéma de l’expérience de la diffraction d’une onde émise par un laser rouge
- En se diffractant, le faisceau lumineux forme sur l’écran la figure de diffraction, où l’on observe une succession de tâches lumineuses et de tâches sombres.
- La tangente de l’écart angulaire $\theta$ est l’angle que fait la normale avec le faisceau lumineux délimitant la tâche centrale : $$\text{tan}\ \theta=\dfrac{L}{2D}$$
- La figure de diffraction contient le motif de l’objet.
- L’étalement de l’onde se fait selon l’axe horizontal. Alors, la diffraction se déploie sur un axe perpendiculaire à l’axe de l’obstacle.
Diffraction d’une onde sonore
Diffraction d’une onde sonore
- Une onde sonore subit le phénomène de diffraction quand elle rencontre un obstacle de dimension $a$ de même ordre de grandeur que sa longueur d’onde.
- La dimension de l’obstacle sera bien plus grande pour les ondes sonores que pour les ondes lumineuses afin de pouvoir observer une diffraction.
- En se diffractant dans l’air, les ondes sonores planes deviennent circulaires après le passage de l’obstacle. La longueur d’onde, la fréquence et la vitesse de propagation restent quant à elles inchangées.