Interférences et Fréquences
spatiales
Un écran percé de deux trous minuscules est placé
sur le trajet d'une onde électromagnétique plane de pulsation
et de vecteur d'onde
(
). On rappelle qu'une telle onde s'écrit, en notation complexe,
(ça ne sert à rien pour ce problème, c'est juste un
rappel). Les deux trous sont séparés d'un écart a.
On place à une distance d un écran d'observation E
comme sur le schéma ci-dessous.

Chacun des deux trous se comporte comme une source secondaire émettant
une onde sphérique (on rappelle qu'une onde sphérique s'écrit
en un point M :
,
étant le vecteur qui joint la source de l'onde et le point M).
-
Calculer, en supposant
, l'intensité lumineuse I(x,y) des franges
d'interférences observées sur l'écran E (x
et y sont
aussi).
-
Ecrire le vecteur fréquence spatiale
de cette figure d'interférences.
-
Un observateur se place à une distance D de l'écran
E. Quel est l'écart angulaire qu'il observe entre deux franges
brillantes successives ? En déduire les deux composantes
et
du vecteur fréquence angulaire
de la figure d'interférences. Donner la relation entre
et
.
-
On fait tourner les deux trous d'un angle
. Donner l'expression de la fréquence spatiale
du nouveau système de franges I'(x,y). Donner
l'expression de I'(x,y).
-
On s'intéresse à l'intersection de I'(x,y)
avec l'axe des x. Soit g(x) cette fonction. Montrer
que g(x) est périodique et calculer sa fréquence
spatiale
. Montrer que
est la projection de
sur l'axe des x. Idem pour l'axe y. Montrer que cela ne marche
pas avec le ``vecteur période" T.