Physique
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Dispositif d'observation (cas des lames à faces parallèles en lumière monochromatique)
Cas des lames à faces parallèles en lumière monochromatique

Considérons le dispositif ci-contre.

Tous les rayons issus de la source étendue et parallèles au rayon vont être réfléchis sur la lame séparatrice et vont arriver sur la lame mince sous une même incidence . Ils viendront donc tous converger en un même foyer image secondaire de la lentille . Si l'on observe le phénomène dans le plan focal de la lentille constituant l'objectif, l'axe de la lentille constitue un axe de révolution pour la figure d'interférences et les anneaux sont centrés sur le foyer principal image de l'objectif.

L'oculaire permet une observation visuelle des anneaux très serrés dans le plan focal de l'objectif

Démonstration : Calcul du rayon des anneaux par réflexion:

Introduisons l'ordre d'interférence . C'est, par définition, un nombre quelconque tel que:

Soit  l'ordre d'interférence sous incidence normale (i=0) :  

On remarque que est la valeur maximale de (donc ) et peut prendre une valeur quelconque. L'ordre d'interférence décroît à partir du centre de la figure car diminue quand (donc ) augmente.

Prenons un exemple : alors

Le premier anneau sombre est obtenu lorsque:

est le premier nombre entier immédiatement inférieur à

Pour le deuxième anneau :

Pour le ième anneau:

Continuons l'exemple précédent :

. On a donc:

soit encore :

si les angles restent faibles : et

d'où

soit encore :

Les anneaux sont donc d'autant plus serrés que l'épaisseur de la lame est grande.

Le rayon des anneaux augmente comme

les anneaux sont d'autant plus serrés que augmente.

Complément

Le cheminement des rayons lumineux à travers une lame mince d'épaisseur constante est visualisée dans l'animation suivante:

Légende :
Apprendre
S'évaluer
S'exercer
Observer
Simuler
Réalisé avec Scenari (nouvelle fenêtre)