Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau maths spé
Partager :

Calcul de différence de marche - Malus - Optique ondulatoire

Posté par
Gabriel1380
11-11-22 à 16:52

Bonjour !

Débutant en optique ondulatoire, j'éprouve des difficultés à comprendre le théorème de Malus. Dans un exercice, on demande de calculer une différence de marche entre 2 rayons, je joins à mon message le schéma de l'exercice.

Puisque les 2 rayons subissent chacun 2 réfractions et une réflexion, la différence de marche à la sortie du milieu d'indice n n'est-elle pas nulle d'après Malus ?

Calcul de différence de marche - Malus - Optique ondulatoire

Posté par
vanoise
re : Calcul de différence de marche - Malus - Optique ondulatoir 11-11-22 à 17:07

Bonjour
Dans ce cas particulier d'un faisceau de lumière parallèle, assimilable à une onde plane, chaque plan perpendiculaire à la direction de propagation est une surface d'onde.
Pour l'onde incidente se propageant à partir de la source, les points B1 et H vibrent donc en phase.
Pour une onde fictive qui se propagerait en sens inverse à partir du point M de l'écran, les points K et O2 vibrerait aussi en phase. Cela signifie que pour l'onde réelle, plus aucune différence de phase ne se produit entre le plan contenant K et O2 et le point M de l'écran.
La différence de marche entre les deux ondes qui interfèrent en M est donc :
= chemin (B2,C2,D2) - chemin(H,C1,K)

Posté par
Gabriel1380
re : Calcul de différence de marche - Malus - Optique ondulatoir 11-11-22 à 17:56

Merci pour votre réponse  !

D'après le théorème de Malus, vous dites que (SH)=(SB1), mais puique C1 et I sont sur une même surface d'onde, ne peut-on pas même dire que (SC1)=(SI) ?

Posté par
vanoise
re : Calcul de différence de marche - Malus - Optique ondulatoir 11-11-22 à 19:01

Attention : je ne suis pas sûr que tu ais bien compris l'intérêt de raisonner sur l'onde fictive qui se propagerait en sens inverse à partir du point M de l'écran. Ce raisonnement permet d'affirmer que (KM)=(D2M) ; je n'ai pas écris que K et D2 appartiennent à la même surface d'onde pour l'onde réelle car des différences de chemins optiques interviennent entre le chemin (B1D2) et le chemin (HK).
Appelle H2 le projeté orthogonal de B2 sur le rayon B1C2 et K1 le projeté orthogonal de D1 sur C2D2.
Tu peux affirmer :
(H2I)=(B2C1) et (C1D1)=(JK1)
mais la justification de ces égalités n'a rien à voir avec la notion de surface d'onde : tout simplement : les indices de réfraction sont les mêmes et les longueurs sont les mêmes (démonstration évidente par la simple géométrie)
B2 et H2 n'appartiennent pas à une même surface d'onde (donc vibrations pas en phases) car :
(HB2)(B1H2)
Compte tenu de tout ce qui vient d'être écrit, tu peux constater que la différence de chemin optique en M est simplement :
= [(B1H2)-(HB2)]+(IC2)+(C2J)+[K1D2)-D1K)]

Posté par
Gabriel1380
re : Calcul de différence de marche - Malus - Optique ondulatoir 11-11-22 à 19:31

Merci pour la clarification, dans le corrigé du manuel, il est dit que (A2C1)=(A1I) car "on utilise le fait que la réfraction ne provoque pas de différence de marche", mais j'avoue ne pas bien comprendre, d'après ce qu'on a dit, cette égalité n'est-elle pas fausse ?

Posté par
vanoise
re : Calcul de différence de marche - Malus - Optique ondulatoir 11-11-22 à 19:51

Je calcule : (B1H2)-(HB2)=n.B1H2-HB2
Si je note r l'angle de réfraction :
n.B1H2-HB2=n.B1B2.sin(r) - B1B2.sin(i)

Compte tenu de la loi de Descartes sur la réfraction, cette différence de marche est effectivement nulle et, pour la même raison, il en est de même de [K1D2)-D1K)].
Ton énoncé est trop "sympa" : cela est en général à démontrer dans les problèmes. Je me permets d'insister : ce n'est pas parce que deux points sont dans un même plan perpendiculaire à la direction de propagation d'un faisceau de lumière parallèle que ces deux points appartiennent à une même surface d'onde. Il faut en plus que ces deux points concernent une onde plane : faisceau laser  ou onde produite par une source quasi ponctuelle placée au foyer objet d'une lentille convergente.

Posté par
Gabriel1380
re : Calcul de différence de marche - Malus - Optique ondulatoir 11-11-22 à 19:59

Merci beaucoup, tout me semble maintenant (enfin) clair ! Il me reste à reprendre tout cela et à m'exercer là-dessus, encore merci et bonne soirée à vous !

Posté par
gts2
re : Calcul de différence de marche - Malus - Optique ondulatoir 12-11-22 à 06:33

Bonjour,

Cela me parait bien compliqué : il suffit d'appliquer Malus en C1.



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2024

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !