Optique

Double fente de Young

Deux fentes cohérentes interfèrent pour donner des franges brillantes régulièrement espacées — Δy = λL/d. Élargissez d et les franges se rapprochent.

Double fente de Young — simulation interactive de Optique. Deux fentes cohérentes interfèrent pour donner des franges brillantes régulièrement espacées — Δy = λL/d. Élargissez d et les franges se rapprochent. Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.

Doble rendija de Young

Deux fentes cohérentes interfèrent pour donner des franges brillantes régulièrement espacées — Δy = λL/d. Élargissez d et les franges se resserrent.

Des sources cohérentes issues de deux fentes produisent une phase dépendant de la différence de marche. L'interférence constructive en Δy = λL/d donne des franges brillantes également espacées. Un espacement d plus étroit resserre les franges  ; une plus grande longueur d'onde les écarte — la démonstration classique de Young de la nature ondulatoire de la lumière.

• Interférence d'électrons Δy = λL/d
• Franges constructives

Mémoire d'enquête

Planifiez la question avant d'ouvrir le laboratoire

Le brief reprend la page pré-rendue  : question directrice, prédictions concurrentes, rôles des variables, lois directrices, préparation et consignes d’analyse et de prolongement restent visibles et dans cet ordre.

Question de conduite

La lumière passant à travers deux fentes rapprochées crée un motif de franges claires et sombres sur un écran. Le rapprochement des fentes rend-il les franges plus serrées ou plus espacées ?

Des pronostics à peser

• Espacement plus étroit pour des fentes plus rapprochées.
• L'espacement des franges ne dépend pas de la séparation des fentes.
• Une séparation de fente plus large et plus petite répartit davantage le motif de franges.

Rôles variables

Ce que vous définissez  :

• Séparation des fentes d (µm)

Ce que vous mesurez  :

• Espacement des franges y (mm)

Comment se déroule l'enquête

1. Ouvrez le préréglage jeune-double fente et appuyez sur Réinitialiser. La longueur d'onde de la lumière est 550 nm  ; l'écran se trouve à 100 cm des fentes.
2. Activez la lecture de l’espacement des franges.
3. Réglez la séparation des fentes pour chaque essai et enregistrez l’espacement des franges résultant sur l’écran.

Équation gouvernante

Espacement des franges à double fente — Δy = λL/d

Deux fentes cohérentes séparées de la distance d produisent des franges d'interférence sur un écran à la distance L, espacées de y = λL/d. Des fentes plus rapprochées (d plus petite) étendent le motif plus largement  ; une longueur d'onde plus longue élargit également l'espacement.

Ce que la feuille de travail imprimable demande aux élèves de résoudre

• Pour un essai, calculez y = λL/d avec λ = 550 nm, L = 100 cm (en convertissant soigneusement les unités pour obtenir y en mm). Comparez avec le tableau.
• Expliquez, en utilisant y = λL/d, pourquoi une séparation de fentes plus petite d produit des franges PLUS LARGES espacées – le contraire de ce que vous pourriez deviner au premier abord.

Où cela apparaît au-delà du laboratoire

• Cette expérience peut se dérouler à l’envers  : mesurez l’espacement des franges, la séparation des fentes et la distance de l’écran, puis résolvez λ. C’est ainsi que les physiciens ont mesuré pour la première fois avec précision la longueur d’onde de la lumière visible. Expliquez pourquoi une très petite séparation des fentes d (par rapport aux longueurs d'onde de la lumière visible) est nécessaire pour produire un motif de franges suffisamment large pour être vu et mesuré.
• L'expérience originale de Young nécessitait que la lumière des deux fentes soit cohérente (une relation de phase fixe) pour produire un motif d'interférence stable – en utilisant une seule petite source éclairant les deux fentes, plutôt que deux lampes séparées. Pourquoi deux sources lumineuses indépendantes et non corrélées ne produiraient-elles pas un motif de franges stable et visible ?

• AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
• IB Physics — C.3 Wave phenomena
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Bienvenue dans la double fente de Young
2. Sélectionnez la fente double
3. Appuyez sur Lecture
4. Franges claires et sombres
5. Ouvrez l'Inspecteur
6. Bravo !

Ouvrez la simulation interactive pour construire la scène, appuyez sur Lecture et explorez avec des mesures en direct et un tutoriel guidé.

Ouvrir le laboratoire interactif →

Télécharger la fiche de laboratoire →

Interférence et diffraction