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Fauriel
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Saint-Étienne |
Vue depuis l'entrée du dispositif |
Vue de dessus |
Une source lumineuse éclaire le dispositif; la
lumière est ensuite divisée en deux faisceaux
d'intensité équivalente par la lame de verre
séparatrice Sp positionnée à 45°
des deux axes du dispositif (sur la figure ci-dessous, les rayons
incidents sont tracés en rouge).
A partir de ce point, la lumière suit donc deux chemins
différents en général. Elle va se
réfléchir sur chacun des deux miroirs et
revient (après réflexion, les rayons sont
tracés en bleu; ils sont légèrement
décalés pour la clarté du schéma) sur
la séparatrice qui renvoie, pour chaque faisceau, la
moitié du flux lumineux vers la sortie.
La figure d'interférences est obtenue par recombinaison
des deux faisceaux en sortie de l'appareil.
Une seconde lame de verre circulaire Cp, qui paraît
identique à la séparatrice, est disposée
parallèlement à celle-ci sur le trajet d'un des deux
faisceaux (celui qui mène au miroir 2). Cette lame (dite
compensatrice) ne fait que transmettre la lumière; elle a
pour objet de compenser certains effets dus à la lame
séparatrice.
Trajets ds rayons dans l'intérferomètre
Cette situation est obtenue lorsque les deux miroirs sont parfaitement perpendiculaires et que leur distance à la lame séparatrice est différente. On obtient alors une figure formée d'anneaux concentriques ; plusieurs exemples en sont présentés ci-dessous.
Ci-dessus, anneaux d'interférences obtenus avec un interféromètre de Michelson réglé en lame d'air, éclairé par une lampe à vapeurs de Sodium, émettant une lumière orangée. |
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Les deux photographies ci-dessus ont été obtenues avec comme source la lampe à vapeurs de Mercure qui émet un spectre de raies dont la plus intense est à la longueur d'onde 541 nm, dans le vert. Le caractère polychromatique de la figure, très sensible lors des observations oculaires, a été assez mal rendu par l'appareil photo numérique. |
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Lorsque les deux miroirs sont situés presque à
même distance de la lame séparatrice Sp (on parle
alors de contact optique, on observe de moins en moins
d'anneaux pour tendre vers une figure d'interférences
constituée d'une intensité uniforme et d'une couleur
unie. On parle alors de teintes plates de Newton. Celles-ci
sont encore plus perceptibles lorsqu'on utilise une source de
lumière blanche. |
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L'interféromètre est réglé en coin d'air lorsque
les deux miroirs ne sont plus strictement parallèles, mais restent pratiquement à la même distance
de part et d'autre de la lame séparatrice.
On peut alors montrer que la situation s'apparente alors à celle du film d'eau savonneuse
vue dans les pages qui précèdent ; comme dans ce cas, on observe des franges d'interférences
rectilignes.
Sur la photographie faite ci-dessous, on voit très clairement deux zones circulaires éclairées (les deux
miroirs de l'interféreomètre en fait) et, dans leur partie commune, des franges
d'interférence quasiment rectilignes. Les couleurs de ces franges sont irisées car l'éclairage est réalisé en
lumière blanche.
Franges rectilignes, interféromètre en coin d'air, observation en lumière blanche
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