1. Chapitre III : Propriété des ondes
I. Le phénomène de diffraction
1. Mise en évidence
Cas n°1 Cas n°2
L'ouverture est de grande taille par rapport à la L'ouverture est de dimension voisine de la longueur
longueur d’onde d'onde
(λ négligeable par rapport à a).

2.  Quand une onde rencontre un obstacle de dimension proche
de sa longueur d’onde, sa direction de propagation est
modifiée, c’est le phénomène de diffraction.
 La longueur d’onde n’est pas modifiée.
2. Etude des paramètres influençant la diffraction
a. Direction de propagation
 Quelle que soit la direction
incidente de propagation de
l’onde, l’obstacle se comporte
comme une source émettrice.

3. b. Dimensions de l’ouverture
 Plus a est petit, plus le phénomène de diffraction est marqué.
 L’angle  du champ de diffraction est inversement
proportionnel à a.

4. 3. Diffraction de lumière monochromatique
Diffraction par une ouverture circulaire
 Plus la taille de l’ouverture est petite, plus le phénomène de
diffraction sera marqué.
 Cette expérience montre que la lumière ne se propage pas
toujours en ligne droite, la lumière est une onde.

5. Diffraction par une fente
Première extinction
Centre de la tache centrale

« a » : largeur de la fente
 Lors de la diffraction d’une lumière monochromatique par
une fente on a la relation :
Avec : écart angulaire (rad)
λ longueur d’onde (m)
a dimensions de l’ouverture (m)

6. 4. Diffraction de lumière polychromatique
Diffraction de la lumière blanche à travers un
rideau
 L’écart angulaire dépendant de la longueur d’onde, chaque
longueur d’onde sera diffractée différemment.
 On observe des tâches irisées, c’est-à-dire présentant les
différentes couleurs du spectre de la lumière.

7. II. Les interférences
1. Interférence en lumière monochromatique
 Lorsque deux ondes monochromatiques synchrones (de même
fréquence) se superposent, l’amplitude de l’onde résultante
varie dans l’espace.
 L’onde obtenue s’explique par le décalage des ondes
superposées.

8. Ondes en phase, maximum d’amplitude Ondes en opposition de phase, amplitude
nulle
 La distance séparant deux franges brillantes (ou sombres)
consécutives est appelée interfrange, elle est liée à la longueur
d’onde.
 Le phénomène d’interférences existe aussi pour les ondes
mécaniques.

9. 2. Interférence en lumière blanche
 Tout comme la figure de diffraction, la figure d’interférences
dépend de la longueur d’onde.
 En lumière polychromatique, on observe une décomposition
de la lumière, les couleurs obtenues sont appelées couleurs
interférentielles.
Figure d’interférences lumineuses en lumière
blanche.

10. III. L’effet doppler
1. Mise en évidence
 Quand un émetteur est en mouvement par rapport à un
récepteur, la fréquence du son reçu varie, c’est l’effet doppler.
 Quand l’émetteur
s’approche du récepteur,
la longueur d’onde
diminue, la fréquence
augmente et le son parait
plus aigu.

11.  Quand l’émetteur s’éloigne du récepteur, la longueur
augmente, la fréquence diminue, le son parait plus grave.
 L’effet doppler peut être utilisé pour calculer des vitesses.

12. 2. Utilisation en astrophysique
 Le décalage des raies des
spectres des astres
lointains du à l’effet
Doppler permet entre
autres de découvrir de
nouvelles exoplanètes.
L’exoplanète Gliese 581d, découverte en 2007 dans le
système planétaire de l’étoile Gliese 581, pourrait
être propice à la vie