Diffraction de la lumière

Rappel théorique de la diffraction au sens de Fresnel-Kirchoff

La diffraction est un phénomène d ’éparpillement de la lumière que l ’on observe lorsqu’une onde est matériellement limitée. Elle joue dans la formation  des images un rôle décisif puisque tout système optique limite irrémédiablement l’étendue de l ’onde incidente. L ’interprétation de ce phénomène s ’appuie sur la propagation ondulatoire de la lumière et est connue sous le principe d ’Huygens-Fresnel.

Diffraction de la lumière

L ’énoncé du principe d ’Huygens-Fresnel comporte deux parties :

  • La lumière se propage de proche en proche. Chaque élément de surface atteint par elle se comporte comme une source secondaire qui émet des ondelettes sphériques dont l ’amplitude est proportionnelle à cet élément (contribution d ’Huygens).
  • L ’amplitude complexe de la vibration lumineuse en un point est la somme des amplitudes complexes des vibrations produites par les sources secondaires. On dit que toutes les vibrations interférent pour former la vibration au point considéré (contribution de Fresnel).

Diffraction à l ’infini par une ouverture circulaire

La  figure de diffraction ci dessous  montre, en fonction du temps de pose, une tâche centrale brillante entourée d ’anneaux alternativement noirs et brillants.

Diffraction à l ’infini par une ouverture circulaire

Le premier anneau noir a pour rayon angulaire :

e = 1,22 l / 2R où R est le rayon de l ’ouverture circulaire.

On constate une équidistance angulaire des anneaux noirs voisine de l / 2R. 
La tâche centrale a une importance relative ancore plus grande et l ’intensité relative du premier maximum  secondaire par rapport au maximum principal est 0,0175.

Diffraction suite

Cette tâche est appelée Tâche D’AIRY.