La diffraction

Notre professeur assermenté de Physique-Chimie, M. Rachini,  vous propose une fiche de révision gratuite et complète sur le phénomène de diffraction dans la séquence des ondes et matière ! Cela vous permettra de bien revoir les notions...

La diffraction

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Notre professeur assermenté de Physique-Chimie, M. Rachini,  vous propose une fiche de révision gratuite et complète sur le phénomène de diffraction dans la séquence des ondes et matière ! Cela vous permettra de bien revoir les notions importantes avant d'être confrontés à l'épreuve du Bac S.

Nouveauté ! Maintenant nos profs vous proposent une version vidéo de leurs cours !

Découvre la suite de ce cours vidéo en bas de page à la fin du cours en cliquant ici : La diffraction, les effets.

 

I - Le phénomène de diffraction

Le phénomène de diffraction est observé lorsqu'une onde traverse une ouverture ou rencontre un obstacle dont la dimension est voisine de la longueur d'onde ? de l'onde source.
Plus la dimension de l'ouverture ou de l'obstacle est petite, plus le phénomène de diffraction est marqué.

II - Diffraction des ondes sonores

Les ondes sonores se diffractent également à travers une ouverture ou en rencontrant un objet. Pour cette raison, on entend le son venant d'une salle parfaitement isolée phoniquement lorsque la porte est ouverte. Ce phénomène est dû à la diffraction du son à travers la porte ouverte.

III - Diffraction de la lumière

La lumière est une onde qui se propage généralement en ligne droite. Mais quand la taille de l'ouverture à travers laquelle l'onde lumineuse traverse est trop petite, elle est diffractée.

- Si l'ouverture a une forme linéaire, l'image de diffraction est un ensemble de taches sur une même ligne.
- Si l'ouverture a une forme circulaire, l'écran de diffraction se présente sous forme de cercles lumineux centrés autour d'une tache centrale sous forme d'un disque lumineux.

IV - Influence des dimensions de l'ouverture sur le phénomène de diffraction

Un schéma simplifié du phénomène de diffraction est représenté ci-dessous :

L'angle de diffraction ? est très petit, exprimé en radian, et permet d'écrire tg ? ? ?.
Donc, on peut écrire : ? = Equation (1)
Plus la fente est fine et étroite, plus la lumière s'étale et plus la taille de la tache centrale de la figure de diffraction est grande. Donc il y a un lien direct entre la taille de l'ouverture et la figure de diffraction.
L'angle ? est lié directement à l'ouverture (ou largeur de la fente a) mais également à la longueur d'onde de la source lumineuse incidente, suivant l'expression suivante :
Equation (2)
Avec, ? en radian (rad), ? en m et a en m

V - Effets liés au phénomène de diffraction (quelques exemples)

- Il faut prendre en compte les diffractions acoustiques afin de diminuer la sonorité dans les bureaux, les locaux industriels...
- La diffraction affecte également la lumière. Plus on ferme le diaphragme d'un appareil photographique et plus les effets de la diffraction sont gênants.
- Le phénomène de diffraction limite aussi les performances de télescopes. La figure de diffraction obtenue limite l'aptitude du télescope à séparer les images de deux points très proches.
Pour avoir des images plus lumineuses, on fabrique des télescopes avec des miroirs de grand diamètre. Plus le diamètre est grand, plus le télescope reçoit de lumière et moins il y a de diffraction : Hubble est ainsi un télescope de 2,4 m de diamètre, le VLT fait 8,2 m de diamètre.
- La limite de résolution angulaire d'une lunette astronomique est liée à la longueur d'onde et au diamètre par la relation :
?? = Equation (3)
Avec ?? en rad, ? en m et D = diamètre du télescope en m

Voici maintenant la suite du cours en vidéo sur les effets liés au phénomène de diffraction.

Retrouve le dernier cours vidéo sur notre chaîne YouTube en cliquant sur ce lien : Diffaction : dimensions d'ouverture.

Fin de l'extrait

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