Condition d'observation de la diffraction et conservation de la longueur d'onde
Terminale générale Spé · Physique-Chimie Spé Terminale
À retenir
• Diffraction très marquée si la dimension a est de l'ordre de ou inférieure ; encore observable tant que a vaut quelques dizaines à quelques centaines de . • Si a : propagation rectiligne (optique géométrique, ombres nettes). • La diffraction conserve strictement , f et v (pas de changement de couleur). • Les ondes sonores ( 1 m) se diffractent par les portes, alors que la lumière ( 0,5\,m) s'y propage en ligne droite.
Le cours
Dimension de l'obstacle et conservation des caractéristiques ondulatoires Le phénomène de diffraction ne se manifeste de manière nettement observable que sous certaines conditions géométriques strictes : • Condition d'observation : La diffraction est d'autant plus marquée que la dimension a de l'ouverture ou de l'obstacle est petite : elle est très importante lorsque a est du même ordre de grandeur que la longueur d'onde (ou inférieure), et reste observable tant que a ne dépasse pas quelques centaines de longueurs d'onde : = /a n'est notable que si a n'est pas très grand devant • Pour la lumière visible ( 0,5\,m), la diffraction est spectaculaire pour des fentes ou objets micrométriques (a [10\,m ; 200\,m]), mais totalement indétectable à l'échelle d'une fenêtre de 1 m (a , l'optique géométrique rectiligne s'applique parfaitement). • Pour les ondes sonores (f 340 Hz 1 m), la longueur d'onde est du même ordre que les portes et les embrasures : le son est fortement diffracté, ce qui permet d'entendre une conversation derrière un mur ou une porte entrouverte. • Conservation des propriétés de l'onde : Lors de la diffraction dans un milieu homogène, la longueur d'onde , la fréquence f et la célérité v ne subissent aucune modification (seule la répartition spatiale de l'énergie est modifiée).
Dans ce chapitre
- Onde mécanique progressive, célérité et amplitude
- Double périodicité temporelle et spatiale d'une onde sinusoïdale
- Spectre des ondes électromagnétiques
- Diffraction d'une onde lumineuse monochromatique
- Condition d'observation de la diffraction et conservation de la longueur d'onde
- Écart angulaire de diffraction et largeur de la tache centrale
- Interférences lumineuses à deux ondes synchrones et cohérentes
- Différence de chemin optique et conditions d'interférences
- Dispositif des fentes d'Young et figure d'interférences
- Interfrange et mesure expérimentale de longueurs d'onde
- Principe physique de l'effet Doppler
- Formules du décalage Doppler acoustique
- Applications technologiques et médicales du Doppler
- Bilan : Synthèse et méthode sur les phénomènes ondulatoires et l'effet Doppler