Dans cet article, nous allons discuter de différentes propriétés d'onde de diffraction avec des faits et des exemples détaillés.
Voici la liste des propriétés d'onde de diffraction que nous allons voir dans le sujet : -
1. La quantité de diffraction dépend de l'amplitude de l'onde
Si l'amplitude de l'onde est supérieure à la taille de l'ouverture, l'onde se pliera davantage pour passer à travers l'ouverture, et donc l'onde se diffractera davantage.
La longueur de la fente est supérieure à l'amplitude de l'onde focalisée à travers la fente alors l'onde pénétrera facilement sans se diffracter.
2. Plus la taille de l'ouverture est petite, plus la diffraction sera importante
Si la taille de l'ouverture est plus grande, il sera facile pour la lumière de pénétrer à travers et, par conséquent, aucune diffraction de la lumière ne sera visible.
Si un faisceau de longueur d'onde λ passe à travers une fente de longueur '2d', où l'amplitude de l'onde traversant une fente est presque égale à la longueur de la fente, alors l'onde se pliera moins pour pénétrer à travers la fente comme indiqué dans la figure ci-dessous.
Si la longueur de l'ouverture d'une fente est réduite de moitié, c'est-à-dire 'd', alors maintenant l'onde lumineuse se pliera davantage pour passer à travers la fente.
De ce fait, la diffraction de l'onde lumineuse vue sera plus importante. Comme nous continuons à réduire la taille de la fente, de plus en plus de courbure des ondes lumineuses sera observée et donc plus de diffraction sera vue.
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3. Les ondes lumineuses diffractant des ouvertures forment les motifs d'interférence
Dans le cas où il y a plus d'une ouverture à travers laquelle les ondes lumineuses peuvent voyager, les franges des ondes interféreront les unes avec les autres en formant différents motifs comme celui illustré ci-dessous.
Crédit image: Pixabay
Les ondes interférant les unes avec les autres forment divers motifs en fonction de la taille de la fente, du nombre de fentes à travers lesquelles les ondes peuvent se déplacer, de la diffraction de la lumière et de la longueur d'onde du faisceau.
4. L'onde se courbe autour du bord des obstacles lors de la diffraction
Lorsque la longueur d'onde est comparablement égale à la dimension de la barrière sur laquelle elle frappe, l'onde se courbe vers tous les bords de la barrière et on peut voir la diffraction de la lumière.
Si la longueur d'onde est inférieure par rapport aux dimensions des obstacles, alors l'onde lumineuse ne se courbera pas vers les bords et aucune diffraction ne sera observée.
Si vous l'avez remarqué, même s'il n'y a qu'un seul haut-parleur dans une salle à un coin, tout le public peut entendre le son amplifié par le haut-parleur. Cela est dû à la diffraction de l'onde sonore. Les ondes sonores se plient lorsqu'elles rencontrent chaque petit objet dans la salle et lorsqu'elles frappent les murs de la salle, et se propagent même à l'extérieur de la salle en se pliant depuis l'ouverture de la salle comme les portes et les fenêtres.
Puisque la lumière se penche vers les bords des objets, nous pouvons voir les bords brillants des objets translucides ou opaques.
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5. Plus l'angle de diffraction est grand si la longueur d'onde est plus courte
La diffraction de l'onde est régie par l'équation,
Sinθ = nλ/d
Où θ est un angle de diffraction
λ est une longueur d'onde
D est la largeur de l'ouverture
Par conséquent, l'angle de diffraction θ est égal à,
θ = Sin-1nλ/j
De l'équation ci-dessus, on peut dire que, à mesure que la longueur d'onde du faisceau augmente, l'angle de diffraction diminue en conséquence.
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6. Les minima de l'onde ne sont pas parfaitement sombres en diffraction
Le minima de l'onde est une frange sombre formée sur l'écran. L'intensité de l'onde lumineuse aux minima est très faible par rapport aux maxima du diagramme de diffraction.
Les minima ne sont pas parfaitement sombres par rapport à celui formé par les minima formés par la figure d'interférence qui est complètement sombre.
7. Tous les maxima n'ont pas les mêmes intensités
L'intensité des maxima au centre du motif formé sur l'écran en raison de la diffraction est maximale et diminue à mesure que nous nous dirigeons vers la gauche et vers la droite à partir du centre.
Cela est dû à la fait que l'intensité de la lumière diminue à mesure que la distance à la source augmente. La distance entre la source et le centre de l'écran où nous obtenons la frange lumineuse est la distance la plus courte que nous pouvons avoir entre la source et l'écran et augmente de manière égale à mesure que la séparation du centre augmente.
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8. Les franges de diffraction ne sont pas équidistantes
La distance entre les franges est plus large au centre de la figure de diffraction formée sur l'écran et va en diminuant au fur et à mesure que l'on s'éloigne du centre.
L'intensité de la lumière est la plus élevée au centre et la largeur de la frange est plus grande par rapport aux franges suivantes. La largeur des franges diminue au fur et à mesure des franges successives et donc l'espacement des franges diminue consécutivement.
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Foire aux Questions
Qu'est-ce que la diffraction?
L'angle auquel le faisceau de lumière diffracte dépend de la longueur d'onde de la lumière.
Si l'onde se propageant dans un milieu rencontre un obstacle ou une ouverture, alors une onde va se plier, et traverser ou changer la direction de propagation, ce phénomène est appelé diffraction.
Quels sont quelques exemples de diffraction d'ondes ?
Il existe divers exemples de diffraction que nous rencontrons dans la nature.
Les vagues se propageant à travers l'océan, la diffusion de la lumière par les petites fentes, le son voyageant dans tous les coins de la pièce et même à l'extérieur, etc. en sont quelques exemples.
En quoi l'interférence est-elle différente de la diffraction ?
La diffraction peut se produire par une seule onde alors qu'au moins deux ondes doivent interférer pour produire un motif d'interférence.
Les minima formés du fait des interférences sont parfaitement sombres, les franges sont d'égales intensités et équidistantes ; n'est donc pas dans le cas du diagramme de diffraction.
Quel est le maximum central en cas de diffraction ?
Le maximum central se situe au centre du diagramme de diffraction.
L'intensité de la lumière est maximale au centre car la distance entre la source et l'écran est minimale d'où son nom de maximum central.
Où est la largeur maximale des franges dans le diagramme de diffraction ?
C'est un écart entre les franges sombres et claires du motif de diffraction formé sur l'écran.
La largeur des franges est maximale au centre du diagramme de diffraction et diminue avec l'intensité de la lumière vers les deux côtés horizontalement.
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Bonjour, je m'appelle Akshita Mapari. J'ai fait une maîtrise en sciences. en physique. J'ai travaillé sur des projets comme la modélisation numérique des vents et des vagues lors d'un cyclone, la physique des jouets et des machines à sensations mécanisées dans un parc d'attractions basé sur la mécanique classique. J'ai suivi une formation sur Arduino et réalisé quelques mini projets sur Arduino UNO. J'aime toujours explorer de nouvelles zones dans le domaine scientifique. Personnellement, je crois qu'apprendre est plus enthousiaste lorsqu'il est appris avec créativité. En dehors de cela, j'aime lire, voyager, gratter de la guitare, identifier les rochers et les strates, photographier et jouer aux échecs.