Les interférences lumineuses (fentes de Young)

Superposer deux ondes

Quand deux ondes lumineuses cohérentes (même fréquence, déphasage constant dans le temps) se superposent, elles peuvent s'additionner (interférence constructive, frange brillante) ou s'annuler (interférence destructive, frange sombre). C'est le principe des fentes de Young : une source laser éclaire deux fentes fines et rapprochées, qui se comportent alors comme deux sources secondaires cohérentes.

Ce que l'on observe

Sur un écran placé à une distance D des fentes (D grand devant l'écartement a des fentes), on observe une alternance régulière de franges brillantes et de franges sombres : c'est la figure d'interférence.

L'interfrange

La distance entre deux franges brillantes consécutives, appelée interfrange i, vérifie :

i = lambda x D / a

avec lambda la longueur d'onde, D la distance fentes-écran, a la distance entre les deux fentes.

Exemple

Laser lambda = 633 nm, D = 2,00 m, a = 0,50 mm = 5,0 x 10^-4 m : i = (633 x 10^-9 x 2,00) / (5,0 x 10^-4) ~ 2,5 x 10^-3 m = 2,5 mm

Piège classique

Les interférences ne s'observent que si les deux sources sont cohérentes (issues d'une même source initiale). Deux lampes de bureau indépendantes, même identiques, ne produiront jamais de figure d'interférence stable, car leurs ondes ne sont pas cohérentes entre elles.