Interférence et diffraction

Source : Yong P. Chen, PhD, département de physique & astronomie, Faculté des sciences, Université de Purdue, West Lafayette, Indiana

Interférence et diffraction sont des phénomènes caractéristiques d’ondes, allant de l’eau des vagues aux ondes électromagnétiques tels que la lumière. Interférences se réfère au phénomène de lorsque deux ondes de même nature se chevauchent pour donner une alternance variation spatiale de l’amplitude de l’onde de grandes et petites. Diffraction désigne le phénomène de quand une vague passe par une ouverture ou va autour d’un objet, différentes parties de l’onde peuvent interférer et aussi donner lieu à une alternance spatiale de grande et petite amplitude.

Cette expérience démontrera la nature ondulatoire de la lumière en observant la diffraction et les interférences d’une lumière laser en passant par une fente unique et doubles fentes, respectivement. Les fentes sont simplement taillés à l’aide de lames de rasoir dans une feuille d’aluminium et les motifs caractéristiques de la diffraction et les interférences se manifestent comme motifs d’une alternance de franges claires et sombres sur un écran placé après le film, lorsque la lumière est brillait à travers les slit(s) sur la feuille. Historiquement, l’observation de la diffraction et les interférences de la lumière joue un rôle important dans l’établissement que la lumière est une onde électromagnétique.

1. acquérir les composants requis pour l’expérience

1. Obtenir des lunettes de protection laser et porter au cours de cette expérience avant d’allumer le laser.
2. Obtenir un morceau de papier d’aluminium et utiliser des ciseaux pour couper en deux (environ) 2 x 2 en morceaux carrés.
3. Obtenir deux cartons, chacun d’environ 3 x 3, avec un trou (environ 1 po de diamètre) coupés au milieu.
4. Obtenir un dispositif qui puisse se fixer le carton ou un bloc auquel le carton peut être enregistré.

Pour étape 2.3, une répartition de la lumière représentante qui peut être observée sur le mur est indiquée dans la Figure 3 b, présentant des franges de diffraction caractéristiques. Notez que la frange lumineuse centrale est environ deux fois aussi large (dans y-direction) comme les autres brillants franges (qui sont à peu près la même largeur) et la sur l’intensité de la désintégration de franges lumineuses du centre le long de y-axe, comme prévu pour le patron de di...

Dans cette expérience, nous avons démontré le patron de diffraction de fente unique et double fente interférence de la lumière, à l’aide d’un faisceau laser. Observant ces phénomènes d’onde caractéristique démontre la nature ondulatoire de la lumière.

La diffraction et les interférences de la lumière jouèrent un rôle essentiel dans le développement de l’optique qu’ils ont aidé à établir que la lumière est une onde électromagnétique. Ces effets sont également im...