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  • Photo du rédacteurJC Duval

La diffraction

Les passions laissent leur empreinte sur le monde. Elles s’y diffractent en une poussière d’imperceptibles éléments. René Schérer

 

Au 17eme siècle, Huygens expliqua de manière originale la diffraction de la lumière. A l'époque on ne connaissait pas vraiment la nature de la lumière. Huygens estimait que c'était une onde alors que Newton postulait que c'était un flot de particules.

Huygens fut le premier à modéliser le "front d’onde". Il s'inspira des ondes mécaniques et en tira le principe des ondes 'enveloppes' qui depuis portent son nom.

Pour Huygens, chacun des points d'une surface d'onde peut être considéré comme une source secondaire, mais son approche fut avant tout qualitative, il faudra attendre plus d'un siècle pour que Fresnel théorise le phénomène de la diffraction comme la manifestation d'interférences multiples entre sources secondaires.


Principe de Huygens

Vagues

Phénomène de vagues


✧→ Le phénomène de diffraction se manifeste lorsqu'une onde rencontre une ouverture ou un obstacle.


L'ouverture ou l'obstacle se comporte alors comme s'il était la source même de l'onde diffractée.

 
Diffraction de la lumière passant par une fente verticale

Diffraction de la lumière rouge passant par une fente verticale


✧〰️ Lorsqu’une onde passe par une fente, elle se décompose en ondelettes qui interfèrent les unes avec les autres ⦖. Dans la limite d’une fente "large", le faisceau diffracté reste quasi parallèle, conformément à la représentation de la lumière en optique géométrique tandis que dans la limite d’une fente "étroite", le faisceau diffracté s’ouvre et cela d’autant plus largement que l’ouverture est petite devant la longueur de l’onde.


Différentes figures de diffraction en fonction de la longueur d'onde et de l'ouverture

 Plus le rapport entre l’ouverture et la longueur d’onde (d/λ) est faible, plus le faisceau est large

 

En fonction de la forme et de la taille de l'ouverture, on voit apparaitre sur l'écran de projection des figures de diffraction qui sont différentes.

diffraction trou rond et carré

Les figures de diffraction dépendent de la forme de l'ouverture

 

Pour une lumière polychromatique, le spectre d'émission avec ses différentes couleurs, dévoile la composition de la lumière incidente. Il est ainsi possible de connaître la nature et la structure de la source initiale, notamment au travers des raies spectrales.


Diffraction - Réfraction

Lumière blanche passant au travers d'un réseau de diffraction et un prisme de réfraction

 

Etienne Parizot au tableau


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