Fiche de révision : Interférences de deux ondes

📋 Plan du Cours

1. Conditions des interférences
2. Interférences constructives et destructives
3. Applications des interférences
4. Expérience des trous d’Young

📖 1. Conditions des interférences

🔑 Notions clés & Définitions

• Interférences : Phénomène résultant de la superposition de deux ondes qui se renforcent par addition en certains endroits et s’annulent en d’autres.

★ À maîtriser

📌 Pour être observées, les deux ondes doivent avoir la même longueur d’onde ou la même fréquence et être synchrones, c’est-à-dire présenter un déphasage constant l’une par rapport à l’autre.

Compléments

• Les interférences peuvent être observées avec deux ondes mécaniques de même longueur d’onde ou avec deux faisceaux lumineux issus d’une même source.

• En lumière monochromatique, la superposition de deux faisceaux produit sur un écran une alternance de zones brillantes et de zones sombres.

📖 2. Interférences constructives et destructives

🔑 Notions clés & Définitions

• Interférences constructives : Les interférences constructives apparaissent lorsque les creux et les crêtes coïncident, de sorte que les amplitudes des deux ondes s’additionnent et que l’onde résultante est renforcée.
• Interférences destructives : Les interférences destructives apparaissent lorsque les creux d’une onde coïncident avec les crêtes de l’autre, de sorte que les amplitudes s’annulent et que l’onde résultante est annulée.

★ À maîtriser

📐 Formule — Les interférences constructives correspondent à une différence de chemin $\delta = k\lambda$, où $k$ est un entier.

📐 Formule — Les interférences destructives correspondent à une différence de chemin $\delta = (k+\frac{1}{2})\lambda$, où $k$ est un entier.

Compléments

📌 Deux ondes en phase sont décalées d’un multiple entier de la longueur d’onde, tandis que deux ondes en opposition de phase sont décalées d’un multiple de la demi-longueur d’onde.

💡 Astuce mémo

Constructive : les amplitudes s’ajoutent ; destructive : les amplitudes s’annulent.

📖 3. Applications des interférences

★ À maîtriser

• Les casques à réduction de bruit utilisent un microphone interne qui détecte les ondes sonores ambiantes et crée un signal en opposition de phase afin d’annuler le bruit perçu.

Compléments

• Le phénomène d’interférences observé avec la lumière et les ondes mécaniques confirme les propriétés ondulatoires de la lumière.

💡 Astuce mémo

Le micro détecte le bruit → un signal en opposition de phase l’annule.

📖 4. Expérience des trous d’Young

🔑 Notions clés & Définitions

• Différence de chemin optique : La différence de chemin optique $\delta$ est la différence entre les distances parcourues par les deux ondes jusqu’au point $M$ de l’écran, soit $\delta = S_2M-S_1M$.

★ À maîtriser

📐 Formule — En égalisant les deux expressions de $\alpha$, on obtient la différence de chemin optique $\delta = e\frac{x}{D}$ en fonction de l’abscisse $x$ du point $M$ sur l’écran.

Compléments

📐 Formule — Dans l’approximation des petits angles, la géométrie du dispositif donne $\tan\alpha \approx \alpha = \frac{x}{D}$.

📐 Formule — Dans le triangle associé aux sources, l’approximation des petits angles donne $\sin\alpha \approx \alpha = \frac{\delta}{e}$.

💡 Astuce mémo

Chemins optiques → petits angles → position des franges.

📊 Tableaux de synthèse

Types d’interférences