Phénomène de diffraction de la lumière
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On interpose alors entre la source et l'écran, une plaque percée d'une fine fente verticale. On observe un étalement de la lumière rouge, perpendiculairement à la fente : plusieurs taches lumineuses rouges sont observées séparées par des zones d'obscurité.
On interpose ensuite entre la source et l'écran, une plaque percée d'un petit trou : on observe sur l'écran une tache centrale entourée d'anneaux alternativement obscurs et brillants.
Dans les deux cas, la lumière monochromatique a été diffractée par la fente ou le trou et on obtient alors une figure de diffraction.
Spectre de la lumière blanche d'une ampoule classique
Il existe aussi des lumières polychromatiques qui ne sont constituées que de quelques radiations de longueurs d'onde différentes. Dans ce cas, on obtient par diffraction de cette radiation, un spectre de raies (spectres discontinus) dont les raies correspondent aux longueurs d'onde constituant la lumière initiale (exemple : lampe à vapeur de mercure).
Le phénomène de diffraction dépend
donc du rapport entre la longueur d'onde de
la lumière incidente et la dimension a de l'objet
diffractant.
Ainsi, pour une onde monochromatique dans le domaine du visible,
et une fente de largeur de l'ordre du centimètre, on
n'observe aucun phénomène de diffraction. La
dimension de la fente est trop grande par rapport à celle
de la longueur d'onde incidente : la fente n'a donc pas
d'effet perturbateur visible.
Si on utilise une série de fentes de largeurs
décroissantes, la tache de diffraction apparaît
progressivement sur l'écran et croît au fur et
à mesure que la largeur de la fente se rapproche de celle
de la longueur d'onde de la lumière incidente.
La diffraction de la lumière est essentiellement
utilisée pour mesurer les dimensions d'un
objet. En fonction de l'ordre de grandeur des dimensions
de cet objet, différentes sources lumineuses seront
utilisées :
o Dans le domaine du visible pour des objets de petite taille
(épaisseur d'un cheveu).
o Dans le domaine des Rayons X pour des objets à
l'échelle atomique (arrangement des atomes dans un
système cristallin ; structure de molécules
complexes en biologie, etc.).
Mais le phénomène de diffraction peut
également constituer une nuisance dans des systèmes
optiques. Il limite ainsi l'aptitude à séparer les
détails des instruments d'observation.
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