Diffraction / Diffusion
Expérience

Considérons une source laser (laser ) et interposons entre ce laser et un écran placé à grande distance de la source, une fente de largeur variable , sur le trajet du faisceau comme l'indique la figure 1.

Figure 1 : Dispositif expérimental pour observer le phénomène de diffraction de la lumière.

Lorsque la largeur de la fente est grande par rapport au diamètre du faisceau, le cheminement de la lumière n'est pas altéré et on observe sur l'écran l'impact ponctuel du faisceau. En fermant progressivement les fentes on observe que l'éclairage sur l'écran commence à s'étaler dans la direction parallèle à celle de la fermeture des fentes et que la lumière s'éparpille dans des directions autres que celle du faisceau direct.

L'éparpillement de la lumière sur l'écran est caractéristique d'un phénomène appelé diffraction de la lumière. Le phénomène est bien visible lorsque la dimension de l'ouverture est proche de la longueur d'onde de la lumière utilisée ( ).

La figure de diffraction observée sur l'écran est caractérisée par une tache centrale très intense deux fois plus large que les taches latérales beaucoup plus faibles comme le montre la figure 2.

Figure 2 : Figures de diffraction de la lumière laser par deux fentes de largeur a1=0.5mm et a2=1mm.

Plus l'ouverture de la fente diminue plus la figure de diffraction est étalée. En particulier il importe de remarquer que le lobe central est deux fois plus large que les lobes latéraux et qu'il est très intense par rapport à ceux-ci. L'absence de lumière en certains endroits de la figure confirme la nature ondulatoire de la lumière.

Remarque

Lorsque la largeur de la fente diminue l'éparpillement de la lumière incidente s'amplifie. Une diminution de moitié de la largeur de la fente centrale entraîne un doublement de la largeur des lobes de diffraction ce qui montre que l'étalement de la figure de diffraction est inversement proportionnel à l'ouverture de la fente.

Alain GIBAUD - Université du Maine Paternité - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de ModificationRéalisé avec Scenari (nouvelle fenêtre)