Introduction
Les animations présentées sont largement inspirées du livre " Lumière et matière " de Richard Feynman traduit de l'américain par Françoise Balibar et Alain Laverne aux éditions du Seuil. Elles abordent les phénomènes de réflexion et de diffraction de la lumière sous l'aspect de l'électrodynamique quantique et ses effets probabilistes.
Nous allons introduire cette théorie sur un premier exemple qui traite de la réflexion d'un faisceau lumineux sur une lame mince.
La méthode proposée par l'électrodynamique quantique consiste à calculer la probabilité d'un évènement (ici la réflexion) à l'aide de petites flèches (de norme 0,2) dont la direction est donnée par un chronomètre imaginaire qui mesure le temps mis par le photon pour parcourir le trajet correspondant soit à une réflexion sur la face avant d'une lame de verre , soit une réflexion par la face arrière de cette même lame. Un photon réfléchi par la face arrière de la lame de verre met un peu plus de temps pour aller en D qu'un photon réfléchi par la face avant. L'aiguille du chronomètre une fois arrêtée indique donc une direction légèrement différente de celle correspondant à la réflexion sur la face avant.
La probabilité de réflexion d'un photon par une lame mince sera donc la résultante des deux vecteurs qui a, dans ce cas, une amplitude faible indiquant que peu de lumière sera réfléchie par cette lame mince.
En faisant varier l'épaisseur de la lame mince on montre que la réflexion dépend de l'épaisseur mais également de la longueur d'onde d'où les irisations pouvant apparaître à la surface d'un film d'huile d'inégale épaisseur.
La réflexion d'un faisceau sur une lame mince est visualisée dans l'animation suivante :