Fiche de révision : Diffraction d’une onde

Le phénomène physique de diffraction des ondes

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

• 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

• Une onde lumineuse subit une diffraction quand elle rencontre un obstacle de même ordre de grandeur que sa longueur d’onde.

• 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 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

• 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 elle inchangées.