Les propriétés des ondes : diffraction, interférences et effet DopplerFormulaire

Phénomène de diffraction

La diffraction est une propriété des ondes qui se manifeste par un étalement des directions de propagation de l'onde lorsque celle-ci rencontre une ouverture ou un obstacle.

Pour que le phénomène soit observable, il faut que la dimension de l'obstacle ou de l'ouverture soit inférieure à l'ordre de grandeur de la longueur d'onde de la source.

Écart angulaire

L'écart angulaire \theta représente le demi-angle entre les premiers minima d'intensité lumineuse de la figure de diffraction. Il est défini par la relation suivante :

\theta = \dfrac{\lambda}{a}

Avec :

  • \theta l'écart angulaire (en rad)
  • \lambda la longueur d'onde de la source (en m)
  • a la largeur de l'ouverture ou de l'obstacle (en m)

Phénomène d'interférences

Le phénomène d'interférences correspond à la variation spatiale de l'amplitude résultante de la superposition de deux ondes monochromatiques de même fréquence et de même nature.

Franges d'interférences entre deux ondes lumineuses monochromatiques

Franges d'interférences entre deux ondes lumineuses monochromatiques

Nature des interférences

  • Interférences constructives : les ondes sont en phase (décalage de n \cdot \lambda ).
  • Interférences destructives : les ondes sont en opposition de phase (décalage de \left(n+ \dfrac{1}{2}\right)\cdot \lambda ).

avec n un entier et \lambda la longueur d'onde des ondes interférant.

Effet Doppler

L'effet Doppler est le phénomène physique caractérisé par un changement apparent de la fréquence d'un signal dû à l'existence d'une vitesse relative entre l'émetteur du signal et le récepteur.