Écart angulaire de diffraction par une fente rectiligne micrométrique
Terminale Technologique · Physique-Chimie Terminale Technologique
À retenir
• Écart angulaire de diffraction : = /a (en radians). • Largeur de la tache centrale : L = 2 D/a. • Largeur d'un fil fin déduite : a = 2 D/L. • L est deux fois plus large que les taches secondaires. • Toutes les longueurs (L, D, a, ) doivent être exprimées en mètres dans les calculs.
Le cours
1. Formule de l'écart angulaire de diffraction Lorsqu'un faisceau laser monochromatique de longueur d'onde traverse une fente fine verticale de largeur a, la figure de diffraction sur un écran présente une tache centrale brillante encadrée par des extinctions périodiques. L'écart angulaire (demi-largeur angulaire de la tache centrale) est donné par : = /a • est l'écart angulaire en radians (rad). • est la longueur d'onde de la lumière dans le vide en mètres (m). • a est la largeur de la fente diffractante en mètres (m). • La direction de l'étalement est perpendiculaire à la plus grande dimension de la fente (une fente verticale étale la lumière horizontalement). 2. Largeur de la tache centrale sur un écran Sur un écran plan situé à la distance D de la fente, avec l'approximation des petits angles ( L/2/D) : = L/2D = /a L = 2 D/a • L est la largeur totale de la tache centrale entre les deux premières extinctions en mètres (m). • D est la distance fente-écran en mètres (m). • Les taches secondaires latérales ont chacune une largeur égale à L/2 = D/a mais une intensité beaucoup plus faible. 3. Principe de Babinet et mesure de fil Selon le théorème de Babinet, un obstacle opaque rectiligne (cheveu, fil métallique de calibrage de diamètre a) produit rigoureusement la même figure de diffraction qu'une fente de même largeur a. Cela permet la mesure dimensionnelle sans contact en contrôle industriel.
Dans ce chapitre
- Déphasage et ondes en phase ou en opposition de phase de classe de 1ère
- Périodicité spatiale et longueur d'onde monochromatique de classe de 1ère
- Trigonométrie élémentaire et approximation des petits angles en radian de classe de 1ère
- Phénomène de diffraction et condition d'ouverture angulaire d'une onde
- Écart angulaire de diffraction par une fente rectiligne micrométrique
- Diffraction de la lumière blanche et irisation spectrale
- Conditions d'interférence et cohérence spatio-temporelle de deux sources
- Différence de marche géométrique entre deux ondes synchrones
- Interférences constructives et destructives sur un écran
- Interfrange d'un dispositif de fentes d'Young et détermination d'une longueur d'onde
- Effet Doppler acoustique lors du déplacement relatif d'une source sonore
- Décalage fréquentiel Doppler pour les ondes électromagnétiques et radar Doppler
- Applications cinémométriques du décalage Doppler en technologie industrielle
- Bilan : Synthèse et méthode sur Propriétés ondulatoires : diffraction, interférences et effet Doppler