Interférences II

On peut expérimenter le phénomène d'interférence avec le son et la lumière. Cependant, il convient de se placer dans des conditions assez particulières, que nous allons détailler. Mais les effets sont bien constatables, ce qui prouve en définitive que le son et la lumière sont bien des ondes. Leur fréquence est en effet un peu trop élevée pour que cela nous paraisse évident (surtout pour la lumière).

Interférences sonores

Si vous prenez là aussi deux sources d'ondes de fréquence donnée, vous pourrez constater le phénomène. Il faut deux enceintes de chaîne stéréo, par exemple. Mais le plus important, c'est de leur faire émettre un son de fréquence bien définie, un son pur, donc pas de la musique, mais une note tenue. En se baladant ensuite dans la pièce, on s'apercevrait qu'il y a des endroits où l'on entend beaucoup moins bien le son, voire presque pas, et d'autres où au contraire le son est deux fois plus fort.

Etonnant, oui, mais quasiment vérifiable chez vous ! Si votre ordinateur est capable de vous générer ce son "parfait" dont je vous parlais, vous pouvez tenter l'expérience. Avec un dernier conseil : bouchez vous une oreille. En effet, l'écartement entre les deux oreilles est assez grand pour que si l'une n'entend rien, l'autre soit en un endroit où le son est deux fois plus fort...

Interférences lumineuses

Là, l'expérience est difficilement faisable chez vous. Nous allons parler ici des fentes d'Young. Pour pouvoir observer des interférences, il faut de préférence disposer d'une source lumineuse de fréquence donnée, c'est à dire monochromatique : avec une seule couleur. C'est pourquoi bien souvent on utilise le laser. Il faut aussi que les émissions lumineuses des deux faisceaux que l'on va faire se croiser soient bien "synchronisées". Or c'est quasiment impossible à réaliser avec deux sources différentes de lumière. On utilise donc le même faisceau, que l'on va diviser en deux. Les deux faisceaux seront alors parfaitement synchronisés.

On éclaire deux fentes très fines et rapprochées découpées dans une plaque noire avec la lumière d'un laser élargi (le faisceau a alors un diamètre de quelques centimètres). Chacune des fentes, à cause de la diffraction, émet un peu comme si elle était une source à elle toute seule, c'est à dire dans toutes les directions. C'est comme si on avait deux sources indépendantes.

On place alors en aval des deux fentes un écran, pour voir la lumière. Et on y observe une alternance de bandes sombres et de bandes lumineuses, les bandes sombres correspondant à des endroits où les ondes sont en opposition de phase, et donc où les ondes s'opposent. Les endroits lumineux correspondent eux à des zones où les ondes se renforcent mutuellement. On constate donc bien le phénomène d'interférences.

L'expérience des fentes d'Young

Voici l'expérience vu du dessus. Chaque fente se comporte comme une source, et pour voir le résultat des interférences, on met un écran. Sur l'écran, on a représenté en rouge l'alternance des bandes sombres et rouges. Entre les fentes et l'écran, on a représenté l'onde lumineuse, à peu près. Cela ressemble à ce qui se passait avec les caillous jetés dans l'eau : normal, c'est le même phénomène !