D-XI Interférences.



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Mots-clefs : modèle scalaire de la lumière, cohérence temporelle, cohérence spatiale, calcul des différences de marche, fentes d'Young, miroirs de Fresnel, bilentilles de Billet, biprisme de Fresnel, doublet du sodium, doublet du mercure, largeur spectrale, lumière blanche, spectre canellé, frange achromatique, division du front d'onde, division d'amplitude, localisation des franges, interféromètre de Michelson, lame d'air, coin d'air, franges d'égale inclinaison, franges d'égale épaisseur, interférences à ondes multiples, réseau de diffraction, interféromètre de Fabry-Pérot, critère de Rayleigh, couche anti-reflet, procédé Lippmann, expérience de Wiener, miroir de Lloyd, expérience de Meslin, interféromérie par transformée de Fourier.

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Ci-dessous l'introduction du chapitre :

De par la nature de ce cours en ligne, l'aspect expérimental des interférences lumineuses est forcément escamoté; ce n'est pas forcément un handicap, on a pu ainsi éviter que les difficultés expérimentales ne préoccupent trop l'esprit.

Après un exemple mécanique et la description du modèle scalaire de la lumière, on détaille la particularité des interférences lumineuses, liée à l'extrême brièveté des trains d'onde et l'on introduit la notion de cohérence.

On détaille le calcul des différences de marche dans le cas d'interférences à deux sources ponctuelles monochromatiques cohérentes et l'on en déduit la forme des franges d'interférence. On étudie ensuite comment ces résultats sont modifiés quand les sources ne sont pas monochromatiques ou ne sont pas ponctuelles. Dans ce dernier cas, on dégage la notion de localisation des franges et l'on évoque l'interféromètre de Michelson.

On montre l'intérêt des interférences à ondes multiples que ce soit avec une source mince (réseau de diffraction) ou large (interféromètre de Fabry-Pérot).

On effectue enfin un tour d'horizon des utilisations possibles des phénomènes interférentiels: mesure de longueurs d'onde, de faibles épaisseurs, procédé Lippmann de photographie en couleurs, couches anti-reflet, mise en évidence de changements de signe (miroir de Lloyd, expérience de Meslin), interférométrie par transformée de Fourier.

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