Nature ondulatoire de la lumière et interférences — Physique-Chimie Terminale A

Terminale Physique-Chimie Théories de la lumière : nature ondulatoire et interférences lumineuses

Nature ondulatoire de la lumière et interférences — Terminale A

Pendant longtemps, on a débattu pour savoir si la lumière était faite de petits grains ou d'ondes. L'expérience des fentes de Young tranche : la lumière se comporte comme une onde, capable d'interférer. Comprendre cela aide à expliquer les couleurs irisées d'une bulle de savon ou d'un CD observés à Antananarivo.

Interférences lumineuses : superposition de deux ondes lumineuses cohérentes qui se renforcent (franges brillantes) ou s'annulent (franges sombres).
Exemple

Ravo, élève à Antsirabe, éclaire deux fines fentes voisines avec un laser rouge. Sur le mur, il n'observe pas une seule tache, mais une succession régulière de bandes brillantes et sombres : ce sont les franges d'interférence.

FentesÉcranDistance Di

Expérience des fentes de Young : les franges (rouges) sont espacées de l'interfrange i.

À retenir

  1. La lumière est une onde caractérisée par sa longueur d'onde λ et sa fréquence.
  2. Deux ondes cohérentes interfèrent : elles forment des franges brillantes et sombres.
  3. L'interfrange se calcule par i = λ × D / a, où D est la distance fentes-écran et a l'écart entre les fentes.

Exercice d'exemple

Exercice : Soa réalise l'expérience de Young avec a = 0,5 mm, D = 2 m et une lumière de longueur d'onde λ = 0,5 µm. Calcule l'interfrange i (en mm).
Voir la correction

On convertit en mètres : a = 0,5 × 10-3 m ; λ = 0,5 × 10-6 m. Alors i = λ × D / a = (0,5 × 10-6 × 2) / (0,5 × 10-3) = 2 × 10-3 m, soit i = 2 mm.

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