II.A) La diffraction de la lumière

   La diffraction est une modification de la direction de propagation d'une onde lors de sa rencontre avec un obstacle ou une ouverture de petite dimension.

 
   Ainsi, la diffraction de la lumière blanche correspond à la déviation de l'ensemble des radiations colorées contenues dans la lumière blanche, c'est-à-dire l'ensemble des radiations du domaine visible. Cela forme sur un écran, le spectre de la lumière blanche : il est continu et s'étend du violet(400 nm) jusqu'au rouge(800 nm).

Les conditions pour qu'une onde soit diffractée sont : 

• qu'elle rencontre un obstacle (fil) ou une ouverture dans une surface (fente).
• que l'obstacle ait une dimension du même ordre que la longueur d'onde. 
  

    De ce fait, si on diffracte à l'aide d'une fente une lumière monochromatique comme le schéma ci-dessous , cela construit sur l'écran une figure de diffraction composée de plusieurs tâches lumineuses séparées par des zones d'ombre.

   Lorsqu'un faisceau parallèle de lumière de longueur d'onde λ traverse une fente de largeur α , la demi-largeur angulaire θ de la tache centrale de diffraction est tel que :  θ = λ/α

   Maintenant, si on diffracte une lumière polychromatique comme la lumière blanche, on obtient la figure de diffraction suivante :

Figure de diffraction de la lumière blanche

On remarque que les différentes radiations colorées se sont  superposées pour former un spectre discontinu où les couleurs perçues sont  différentes des couleurs spectrales. En effet, les ondes s'additionnent ou s'annulent par endroit. C'est ce que l'on appelle le phénomène d'interférence lumineuse.

     Ainsi, si en se superposant, les ondes s'additionnent alors elles sont dites constructives, sinon elles s'annulent et sont dites destructives.

Interférence d'ondes

   Maintenant si les ondes rencontrent plusieurs fentes, elles vont être diffractées par chacune des fentes et ainsi les ondes vont interférer. Comme l'illustre le schéma ci-dessous :    

    

    Ainsi, nous avons fait l'expérience avec un laser et trois fentes, nous avons diffracté la lumière puis les ondes ont interféré. Nous avons obtenu une figure de diffraction striée verticalement par des lignes sombres.

    En effet, les différentes ondes concentrées dans le laser ont été dispersées puis ont interféré comme sur le schéma ci dessous.

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