pour maîtriser le sujet des interférences à ondes multiples il faut savoir exploiter les figures suivantes:

-  faire figurer les paramètres essentiels: épaisseur, pas, angles etc...

- calculer la ddm ( différence de marche ou de trajet optique entre deux rayons successifs )

- décrire et  quantifier la figure d'interférence.

deux exemples: l'interféromètre FP et le réseau plan

exercez vous !

Exercice 1: fentes de Young

deux fentes séparées d'une distance a = 1mm sont éclairées par une lampe au mercure.
devant les fentes on dispose un filtre vert de longueur d'onde centrale 546 nm

la longueur de cohérence del' émission lumineuse d'une lampe spectrale est de l'ordre de 1 cm

question : déterminer la largeur du champ d'interférence observable sur un écran situé à la distance de 20 cm du plan supportant les deux fentes et parallèle à ce plan.


Exercice 2: interféromètre de Michelson

un laser de longueur de cohérence L= 30 cm éclaire la séparatrice S d'un interféromètre de Michelson

les deux miroirs M1 et M2 étant à égale distance de celle-ci, on recule le miroir M2 d'une distance D.

question 1: partir de quelle valeur de D les interférences seront-elles impossibles observer ?

l'émission du laser est à la fréquence f = 4,6 10 ¹⁴ Hz et l'on pose c = 2,99 10 ⁸ m.s-1
la figure d'interférence est un système d'anneaux concentriques observés à l'infini.

question 2: calculer la variation de distance dD permettant de décaler la figure d'interférence d'un anneau clair vers un anneau sombre.


Exercice 3: interféromètre de Fabry-Pérot

une lame d'air est comprise entre deux miroirs (R=95% T=5%) parallèles et écartés de la distance e ;

cette lame est éclairée sous l'incidence i = 30°par une lampe à vapeur de sodium de longueur d'onde d'émission lamda = 589nm

question 1: montrer que la différence de chemin optique entre deux rayons successifs émergeant
de la lame est donnée par la relation: delta = 2ecosi

question 2 :pour quelles valeurs de e observe-t- on une interférence destructive entre ces rayons ?

question 3: expliquer pourquoi la figure d'interférence observée à l'émergence de la lame se présente sous la forme d'anneaux jaunes et noirs concentriques observables à l'infini.

on dispose une lentille de focale image f' = 1m contre le miroir de sortie, son axe optique perpendiculaire à ce dernier. Un écran placé au plan focal permet d'observer la projection des anneaux.

question 4: calculer le rayon du premier anneau sombre observable lorsque l'épaisseur de la lame d'aire vaut 12,5 microns.