Interférence d'ondes / Deux sources

Lorsque deux ondes se rencontrent, leurs amplitudes s'additionnent point par point — c'est le principe de superposition. Pour une différence de marche Δr = mλ, les crêtes s'alignent et l'intensité quadruple : I = 4I₀. Pour Δr = (m+½)λ, une crête rencontre un creux et l'intensité tombe à zéro. Le résultat général est Aₛᵤᵞ = 2A₀ cos(δ/2), d'où une intensité I ∝ cos²(δ/2). Ce principe est exploité dans les casques à réduction de bruit (qui injectent δ = π), les revêtements antireflets optiques (épaisseur de couche mince λ/4) et les antennes radio à réseau phasé.

Deux sources émettent des ondes qui se superposent. Choisissez un point quelconque : en général une onde a parcouru un peu plus de chemin que l'autre, et cette différence de marche décide de tout. Quand elle vaut un nombre entier de longueurs d'onde, les crêtes coïncident et une frange brillante apparaît ; si elle s'écarte d'une demi-longueur d'onde, une crête rencontre un creux et le point reste sombre. Augmentez l'écart d et l'outil resserre davantage de franges, selon sin θ = nλ/d.

On pourrait croire que l'interférence exige une foule d'ondes se croisant en même temps — c'est faux. Envoyez les électrons un par un à travers une double fente, de sorte qu'un seul se trouve à la fois dans l'appareil, et chacun arrive comme un point isolé, en apparence au hasard. Laissez s'en accumuler des milliers et le même motif de franges surgit. Chaque particule explore d'une certaine manière les deux chemins et interfère avec elle-même — une expérience élue « la plus belle de la physique » par les lecteurs.