Mise en évidence du comportement ondulatoire de la lumière

Diffraction et interférences, deux phénomènes propres aux ondes

L'observation d'ondes mécaniques telles que les vagues montre que le front d'onde se déforme qu passage d'une ouverture : avant l'ouverture les vagues sont rectilignes et parallèles entre elles, après l'ouverture le front d'onde est circulaire.

Il s'agit du phénomène de diffraction.

Diffraction de la houle à l'entrée d'une baie

Diffraction de la lumière

Si on reproduit l'expérience avec un faisceau laser passant par une ouverture circulaire, on obtient la figure ci-contre, caractéristique de la diffraction de l'onde lumineuse.

Tache d'Airy obtenue par la diffraction d'un faisceau laser par une ouverture circulaireInformations[1]

La diffraction par une fente verticale du même laser produit la figure ci-contre.

Interférences

Ci-contre, les figures d'interférence obtenues lorsqu'un faisceau laser traverse deux fentes proches (fentes de Young). Chaque fente se comporte comme une source lumineuse, conduisant à des interférences.

ComplémentModélisation par une onde mécanique des interférences lumineuses

L'extrait vidéo ci-dessous reproduit à l'aide d'ondes mécaniques les interférences observées dans le cas des fentes d'Young, confirmant que la lumière a bien un comportement ondulatoire dans ces situations.

Analogie entre une onde mécanique et la lumière dans le cas d'interférences