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Lumière -- Propagation | Lumière | Dessins et plans | Lumière, Théorie ondulatoire de la | Ondes -- Diffraction | Diffraction | Photographie | Ondes | Microscopes électroniques | Physique | Interférence (optique) | Ombres | Clip art | Couleurs | Soupes | Trois | Omble de fontaine | Infusions | Fondues | Jumeaux | ...
Diffraction à travers un voilage. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a8d78e-diffraction-a-travers-un-voilage

Diffraction à travers un voilage

Lorsqu'une source de lumière quasiment ponctuelle est observée à travers un rideau ou un voilage, on peut voir une figure de diffraction telle celle-ci : zoom vers lumière extérieure allumée de jour (lobes secondaires presque indiscernables). Elle résulte de la diffraction de la lumière par le rideau, dont le tissu constitue tout un ensemble d'ouvertures carrées. La mesure de l'angle entre la tache centrale et sa voisine permet d'obtenir le pas du rideau. Les irisations des taches proviennent du fait que chaque longueur d'onde construit sa propre figure de diffraction, légèrement différente de celle d'une longueur d'onde voisine. Les endroits où les figures coïncident sont blancs (en particulier la tache centrale), les autres sont colorés. On constate que la répartition des couleurs est logique car les maxima du sinus cardinal sont obtenus régulièrement (tous les Pi/2 et x, distance d'un point au centre de la tâche, est proportionnel à lambda.

Diffraction par ouverture rectangulaire. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a8d458-diffraction-par-ouverture-rectangulaire

Diffraction par ouverture rectangulaire

Figure de diffraction : notations utilisées pour une ouverture rectangulaire. Une ouverture rectangulaire de côtés a et b correspond à une transmission t(X, Y) définie par : t(X,Y) = 1 si |X|<a/2 et |Y|<b/2 ; t(X,Y) = 0 sinon.

Diffraction par une fente. Source : http://data.abuledu.org/URI/52906f63-diffraction-par-une-fente

Diffraction par une fente

Diffraction des ondes par une fente.

Salle de théâtre. Source :

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Salle de théâtre

Photo d'une salle de théâtre : The Journal Tyne Theatre

Diffraction de Fresnel (courbe). Source : http://data.abuledu.org/URI/50a8d2e4-diffr-fresnel-courbe-petit-png

Diffraction de Fresnel (courbe)

Courbe donnant l'intensité de la lumière diffractée par un bord d'écran observée à une distance r=1 mètre. La longueur d'onde est λ=0,5 micromètres. On observe que la largeur de la première oscillation est de l'ordre de √(λr), les autres oscillations sont plus rapides et moins marquées. L'intensité que l'on aurait en l'absence de diffraction est représentée en rouge. L'intégrale appelée transformation de Fresnel permet de déterminer la figure de diffraction observée à distance finie de l'ouverture diffractante. Ce genre de diffraction peut par exemple s'observer sur les bords de l'ombre géométrique d'un écran comme sur ce schéma.

Faisceau électronique. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a8ec9c-faisceau-electronique

Faisceau électronique

Schéma des rayons dans le faisceau électronique du MET : rayon incident, échantillon, lentilles, figure de diffraction, image.

Fentes de Young. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a598ed-fentes-de-young

Fentes de Young

Simulation des interférences obtenues après les fentes de Young : les deux points en bas de l'image sont les sources de lumière. Les fentes de Young (ou interférences de Young) désignent en physique l'expérience qui consiste à faire interférer deux faisceaux de lumière issus d'une même source, en les faisant passer par deux petits trous percés dans un plan opaque. Cette expérience fut réalisée pour la première fois par Thomas Young en 1801 et a permis de comprendre le comportement et la nature de la lumière. Sur un écran disposé en face des fentes de Young, on observe un motif de diffraction qui est une zone où s'alternent des franges sombres et illuminées. Cette expérience permet alors de mettre en évidence la nature ondulatoire de la lumière.

Le phénomène de diffraction de Young. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a7b737-le-phenomene-de-diffraction-de-young

Le phénomène de diffraction de Young

Dessin de Thomas Young (1773è1829), savant anglais, montrant le phénomène de diffraction de la lumière. A et B sont les deux sources de lumière, les interférences des ondes sont matérialisées en C, D, E, et F. Young presenta les résultats de cette expérience à la "Royal Society" de Londres en 1803.

Masque de Bahtinov. Source : http://data.abuledu.org/URI/550d9e0d-masque-de-bahtinov

Masque de Bahtinov

Le masque de Bahtinov est un dispositif permettant de faciliter la mise au point des instruments astronomiques. Il a été nommé d'après son inventeur Pavel Bahtinov. Le masque est constitué de trois grilles distinctes, orientées selon trois angles différents, de façon à produire une légère diffraction pour chaque grille, à la focale de l'instrument lorsque celui-ci pointe une étoile suffisamment brillante. Lorsque la mise au point est modifiée, les éléments de diffraction forment des petits "traits" en forme de "X" qui partent de l'étoile, et le trait central semble se déplacer de haut en bas. La mise au point est optimale lorsque le trait central est centré sur l'étoile et positionné symétriquement par rapport aux deux autres traits. De ce fait, les mises au point approximatives sont rapidement décelées. Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Masque_de_Bahtinov

Microscope électronique. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a8dd82-microscope-electronique

Microscope électronique

Schéma du faisceau d'électrons dans un MET : 1 : colonne, 2 : source d'électrons, 3 : électrons, 4 : cathode, 5 : anode, 6 : lentilles condenseur, 7 : échantillon, 8 : lentilles diffraction, 9 : lentilles projection, 10 : détecteur. La microscopie électronique en transmission (MET ou TEM en anglais pour "Transmission Electron Microscopy") est une technique de microscopie où un faisceau d'électrons est « transmis » à travers un échantillon très mince. Les effets d'interaction entre les électrons et l'échantillon donnent naissance à une image, dont la résolution peut atteindre 0,08 nanomètre. Les images obtenues ne sont généralement pas explicites, et doivent être interprétées à l'aide d'un support théorique. L'intérêt principal de ce microscope est de pouvoir combiner cette grande résolution avec les informations de l'espace de Fourier, c'est-à-dire la diffraction. Il est aussi possible d'étudier la composition chimique de l'échantillon en étudiant le rayonnement X provoqué par le faisceau électronique. Contrairement aux microscopes optiques, la résolution n'est pas limitée par la longueur d'onde des électrons, mais par les aberrations dues aux lentilles magnétiques.

Microscope électronique d'Ernst Ruska. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a8df67-microscope-electronique-d-ernst-ruska

Microscope électronique d'Ernst Ruska

Réplique (1980) du premier microscope électronique d'E. Ruska, 1933, physicien allemand qui a reçu le prix Nobel de physique en 1986 pour cette invention. Elle consiste à placer un échantillon suffisamment mince sous un faisceau d'électrons, et d'utiliser un système de lentilles magnétiques pour projeter l'image de l'échantillon sur un écran phosphorescent qui transforme l'image électronique en image optique. Pour les échantillons cristallins, un autre mode d'utilisation consiste à visualiser le cliché de diffraction de l'échantillon. les applications de la microscopie électronique couvrent un très vaste domaine, de l'observation d'échantillons biologiques, comme le noyau des cellules à l'analyse d'échantillons industriels dans la métallurgie ou l'industrie des semi-conducteurs.

Réfraction. Source : http://data.abuledu.org/URI/50a59f8c-refraction

Réfraction

Principe de réfraction d'onde selon Huygens-Fresnel (Augustin Jean Fresnel, né le 10 mai 1788 à Broglie et mort le 14 juillet 1827 à Ville-d'Avray, est un physicien français fondateur de l’optique moderne ; il proposa une explication de tous les phénomènes optiques dans le cadre de la théorie ondulatoire de la lumière). Le principe de Huygens-Fresnel est un principe utilisé en optique : il permet entre autres de calculer l'intensité dans les phénomènes de diffraction et d'interférence. Il consiste à considérer chaque point de l'espace indépendamment. Si un point M reçoit une onde d'amplitude E(M, t), alors on peut considérer qu'il réémet une onde sphérique de même fréquence, même amplitude et même phase. Au lieu de considérer que l'onde progresse de manière continue, on décompose sa progression en imaginant qu'elle progresse de proche en proche. Formulé par Fresnel en 1815, ce principe reprend la base du modèle ondulatoire développé par Huygens (1690). Soit une surface ∑ et une source lumineuse S. On découpe ∑ en surfaces élémentaires d∑ centrées autour d'un point P. Chaque point P de ∑ atteint par la lumière émise par la source S se comporte comme une source secondaire fictive émettant une ondelette sphérique.