Diffraction/Le phénomène de diffraction

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La phénomène de diffraction

Le phénomène de diffraction consiste dans le fait qu’il n’est pas possible de réduire à l'infini la taille d'un pinceau de lumière. Il suffit pour s'en convaincre de faire une expérience simple : on place un cache percé devant une source lumineuse, et on observe sur un écran la tache lumineuse formée. Si le trou est suffisamment grand, on observe une tache ayant à peu de chose près le rayon du trou. Mais dès que la taille du trou est suffisamment faible (de l’ordre de la longueur d'onde de la lumière), le rayon de la tache se met à croître, et elle est d'autant plus étendue que le trou est petit. Il n'est donc pas possible d’avoir un pinceau de lumière aussi fin qu'on le souhaite.

En outre, on observe que la figure de diffraction n’est pas homogène (on n'a pas un disque lumineux uniforme) : certaines zones sont plus sombres. Dans le cas d'un trou circulaire, on observe en réalité des anneaux de lumière concentriques lumineux et plus sombres.

De plus, on note que l’on observe le même phénomène dans le cas d'un objet fin mais opaque : ainsi, la lumière d'un laser arrivant sur un cheveu produit une figure de diffraction, qui est dans ce cas un « chapelet » de taches lumineuses, de moins en moins brillantes à mesure que l’on s'éloigne de la tache formée par le laser en absence de cheveux.

Nous étudierons donc le phénomène de diffraction avant tout dans le cas du montage de Fraunhoffer et avec le principe de Huygens-Fresnel, en calculant la figure de diffraction dans le cas d'une fente, puis nous verrons quelques cas de diffraction plus généraux, avant de s'intéresser à une application de la diffraction grâce au théorème de Babinet.