Phénomènes ondulatoires : Angle de diffraction

Introduction

Le phénomène de diffraction est la déviation des ondes lorsqu'elles rencontrent un obstacle ou une ouverture. Lorsqu'une onde passe à travers une ouverture ou contourne un obstacle, elle s'étale en formant un angle de diffraction.

Définition de l'angle de diffraction

L'angle de diffraction, noté i, est l'angle formé entre la direction de propagation initiale de l'onde et la direction de l'onde diffractée après passage à travers une ouverture.

Règle de diffraction par une ouverture

Pour une ouverture de largeur \(a\), la diffraction maximale se produit lorsque l'angle i vérifie la relation :

où :

• \(\lambda\) est la longueur d'onde de l'onde incidente,
• \(n\) est un entier (n=1,2,3,...) correspondant à l'ordre de diffraction.

Interprétation

Cette formule indique que la diffraction maximale (les principaux pic) se produit lorsque l'angle i satisfait cette relation. Plus la largeur de l'ouverture a est petite, plus l'angle de diffraction est grand, ce qui signifie une plus grande dispersion de l'onde.

Application concrète

Par exemple, si une onde de longueur d'onde \(\lambda = 500\, ext{nm}\) passe à travers une ouverture de largeur \(a = 1\,\mu m\), pour le premier ordre (\(n=1\)), on trouve :

Donc :

Conclusion

L'angle de diffraction est un paramètre clé pour comprendre comment une onde se disperse après interaction avec une ouverture. La relation \(a \sin i = n \lambda\) permet d'anticiper les directions dans lesquelles l'intensité de l'onde sera maximale.