En quoi consiste l’expérience des trous d’Young ?

Il s’agit de faire interférer deux faisceaux lumineux issus d’une même source en les faisant passer par deux petits trous comme le montre la figure ci-dessous. La figure d’interférence présente des franges rectilignes.

Dans cette expérience, on suppose que :

  • La source S est ponctuelle, monochromatique de longueur d’onde λ, tout comme les 2 sources secondaires S1 et S2.
  • La source S et l’écran sont à très grande distance des trous (conditions de Fraunhofer)
  • On ne s’intéresse aux interférences qu’au voisinage du centre de l‘écran.

Source : Par Original téléversé par Pierre 31 sur Wikipédia français. — Pierre CHEVALIER, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=20708102

 

Comment exprimer l’éclairement ?

D’après la formule de Fresnel, l’éclairement en un point M de l’écran E(M) est donné par :

E(M)=2E0(1+cos(2πλδ(M)))

Avec δ(M) la différence de marche au point M

Dans notre cas, on a :

δ(M)=naxD

Avec

n l’indice du milieu

a la distance entre les deux trous

x la coordonnée du point M

D la distance des trous à l’écran.

Comment exprimer l’interfrange ?

L’interfrange, noté i, est la distance entre deux franges consécutives. D’où :

p(x+i)=p(x)+1

Avec p(x)=δ(x)λ l’ordre d’interférence.

Dans le cas des trous d’Young, l’expression de i :

i=λDna

Que se passe-t-il si la source n’est pas ponctuelle ou pas monochromatique ?

Dans ce cas les interférences sont toujours possibles mais il y a une perte de contraste pouvant aller jusqu’à un brouillage total.