Terminale S 2015-2016

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Les propriétés des ondes : diffraction, interférences et effet Doppler

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 \(\displaystyle{\theta}\) représente le demi-angle entre les premiers minima d'intensité lumineuse de la figure de diffraction. Il est défini par la relation suivante :

\(\displaystyle{\theta = \dfrac{\lambda}{a}}\)

Avec :

  • \(\displaystyle{\theta}\) l'écart angulaire (en rad)
  • \(\displaystyle{\lambda}\) 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.

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Franges d'interférences entre deux ondes lumineuses monochromatiques

Nature des interférences

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

avec n un entier et \(\displaystyle{\lambda}\) 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.

Chapitre 4 Les propriétés des ondes : diffraction, interférences et effet Doppler
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