Fiche de révision : Interférences de deux ondes

📋 Plan du Cours

1. Conditions d’observation des interférences
2. Superposition et différence de marche
3. Interférences constructives et destructives
4. Figures d’interférences lumineuses
5. Interfrange et relation d’Young

📖 1. Conditions d’observation des interférences

★ À maîtriser

• L’observation d’interférences exige des ondes synchrones, de même fréquence, et des sources cohérentes, dont le déphasage entre les ondes émises reste constant en un point donné.

Compléments

• Lorsque les conditions d’interférences sont remplies, certaines zones ne vibrent pas tandis que d’autres présentent une vibration maximale.

📖 2. Superposition et différence de marche

🔑 Notions clés & Définitions

• Superposition d’ondes : La superposition d’ondes se produit lorsque deux ondes qui se propagent dans un même milieu se rencontrent et que leurs effets se cumulent ; l’onde résultante est la somme des deux ondes.
• Différence de marche : La différence de marche au point M est l’écart entre les distances parcourues par deux ondes pour y parvenir, noté δ.

📝 Points essentiels

📐 Formule - La différence de marche vérifie $\delta = d_2 - d_1$, où d₁ et d₂ sont les distances parcourues depuis les sources S₁ et S₂ jusqu’au point M.

📐 Formule - Le retard entre les deux ondes au point M vérifie $\tau = t_2 - t_1$ et la différence de marche vérifie $\delta = c\tau$, où c est leur célérité.

📖 3. Interférences constructives et destructives

🔑 Notions clés & Définitions

• Interférences constructives : Les interférences constructives se produisent lorsque les deux ondes arrivent en phase, ce qui rend maximale l’amplitude des oscillations au point considéré.
• Interférences destructives : Les interférences destructives se produisent lorsque les deux ondes sont en opposition de phase, avec un déphasage de ±π, et l’amplitude des oscillations est alors nulle.

★ À maîtriser

📐 Formule - Les interférences constructives vérifient $\delta = n\lambda$, où n est un entier relatif.

Compléments

📐 Formule - Les interférences destructives vérifient $\delta = (2n+1)\frac{\lambda}{2}$, où n est un entier relatif.

💡 Astuce mémo

Entier de λ : en phase et maximum ; demi-entier de λ : opposition et annulation

📖 4. Figures d’interférences lumineuses

★ À maîtriser

• Dans l’expérience des trous d’Young, un laser éclaire deux trous séparés par une distance b et la figure est observée sur un écran placé à une distance D.

• Dans les figures d’interférences lumineuses, les zones sombres correspondent aux interférences destructives et les franges lumineuses aux interférences constructives.

Compléments

📌 Les maxima d’intensité lumineuse correspondent aux interférences constructives, tandis que les minima correspondent aux interférences destructives.

• La figure d’interférences des trous d’Young se superpose à la figure de diffraction produite par un trou.

• Avec les fentes d’Young, les franges d’interférences apparaissent à l’intérieur de chaque tache de diffraction et se superposent à la figure de diffraction par une fente.

📖 5. Interfrange et relation d’Young

🔑 Notions clés & Définitions

• Interfrange : L’interfrange est la distance entre deux franges d’interférence consécutives, notamment entre deux minima consécutifs ou entre deux maxima consécutifs d’intensité lumineuse.

★ À maîtriser

📐 Formule - Pour les interférences lumineuses à deux ondes, l’interfrange vérifie $i = \frac{\lambda D}{b}$, où i, λ, D et b sont exprimés en mètres.

Compléments

• Dans le dispositif d’Young, b désigne la distance séparant les deux trous ou les deux fentes, et D la distance entre le dispositif et l’écran.

• La démonstration de l’interfrange repose sur les approximations des petits angles et sur la position des premières extinctions.