Diffraction par une ouverture rectangulaire

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INTERACTIONS

70µm
180µm

Le principe

La simulation donne la répartition de l'éclairement obtenu sur un écran situé à \(D=1\,\mathrm{m}\), par diffraction d'une onde plane traversant une pupille rectangulaire de dimensions \(a\times b\). On se place dans le cadre de la diffraction de Fraunhofer. On peut voir l'influence de la source et de la géométrie de l'obstacle.

Jouer sur la saturation permet de mettre en évidence les franges autour de la tache de diffraction.

Explications

Lorsqu'une source lumineuse éclaire un écran percé d'une pupille rectangulaire, les rayons, au passage de la pupille, sont déviés par ses bords : on dit qu'il y a diffraction. La théorie scalaire de la diffraction que l'on doit à Augustin Fresnel montre que l'image sur l'écran fait apparaître des franges d'interférence autour d'une tâche de diffraction. Les effets de diffraction deviennent très importants quand la longueur d'onde devient comparable à la dimension caractéristique \(a\) de la pupille. En effet, lorsque la distance pupille-écran \(D\gg a^2/\lambda\), on dit que l'on se place dans le cadre de la diffraction de Fraunhofer ou diffraction à l'infini. Mathématiquement, l'éclairement s'interprète comme une simple transformée de Fourier de la transmitance de la pupille.

Pour en savoir plus...

  1. J. Roussel Diffraction de Fraunhofer[en ligne], 2018. Disponible sur femto-physique.fr

Exercices d'explorations