Interférences
La propriéte d'interférence est inhérente à tout phénomène ondulatoire. C'est en particulier une manifestation typique du caractère ondulatoire de la lumière. L'interférence se produit lorsque l'on combine deux ondes.
Appelons \(\Psi_1\) et \(\Psi_2\) les amplitudes de deux ondes se combinant. Dans le cas de la lumière se propageant dans un milieu isotrope, ces amplitudes sont des amplitudes de champ électrique, car ce dernier est la grandeur physique vectorielle caractéristique de l'onde électromagnetique.
L'amplitude de l'onde résultante est la somme des amplitudes \(\Psi_1\) et \(\Psi_2\) :
\(\mathbf{\Psi=\Psi_1+\Psi_2}\)
L'intensité résultante est proportionnelle au carré de l'amplitude globale \(\Psi\):
\(\mathbf{\Psi^2=\Psi_1^2+\Psi_2^2+2.\Psi_1.\Psi_2}\)
On néglige la moyenne temporelle dans la formule ci-dessus pour simplifier. Les intensités ne se rajoutent pas et il apparaît un terme supplémentaire dit d'interférence.
Lorsque ce terme est négatif, il diminue l'intensité lumineuse globale ; l'interférence est dite alors destructive.
Lorsqu'il est positif, l'intensité globale est plus importante que la somme des intensités de \(\Psi_1\) et \(\Psi_2\) ; l'interférence est dite constructive.
L'expérience illustrative de cette propriété d'interférence est celle des fentes de Young :
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Les deux fentes jouent le rôle de sources secondaires. L'interférence se produit dans la zone de recouvrement des faisceaux secondaires où les amplitudes \(\Psi_1\) et \(\Psi_2\) sont simultanément non nulles.