Transcription de la vidéo
La figure montre les fronts d’onde de deux ondes qui ont été diffractées par des fentes identiques. Les deux ondes ont les mêmes vitesse, longueur d’onde, fréquence et déplacement initial. En quel point l’interférence entre les ondes est-elle constructive ? (A) le point A uniquement. (B) le point B uniquement. (C) le point C uniquement. (D) les points A et B uniquement. Ou (E) tous les points sauf C.
Dans cette question, nous avons deux ondes lumineuses qui ont chacune été diffractée par une fente. Ce schéma utilise des droites pour représenter leurs fronts d’onde. Et ainsi, pour chaque onde lumineuse, la distance entre chaque paire de fronts d’onde successifs est égale à une longueur d’onde.
Il est important de noter qu’on nous a dit que ces deux ondes lumineuses sont presque identiques, car elles ont le même déplacement initial, la même longueur d’onde, la même fréquence et donc la même vitesse. La seule vraie différence est que l’onde lumineuse orange passe par la fente de gauche, et l’onde bleue par la fente de droite. Nous savons que là où les deux ondes se rencontrent, elles vont interférer. Alors rappelons-nous brièvement ce que sont les interférences d’ondes et comment faire la différence entre les interférences constructives et destructives.
Des interférences constructives se produisent lorsque deux ondes sont en phase, ce qui signifie que leurs crêtes et leurs creux coïncident ou correspondent, et s’ajoutent pour créer des crêtes et des creux encore plus grands. Ici, il est utile de rappeler que les ondes interfèrent de manière constructive si la distance qu’elles ont parcourue depuis la fente est différente d’un nombre entier de leurs longueurs d’onde : zéro, un, deux ou trois, et ainsi de suite.
D’autre part, des interférences destructives se produisent lorsque deux ondes sont déphasées, ce qui signifie que les crêtes d’une onde correspondent aux creux de l’autre, ce qui signifie qu’elles vont s’annuler. En d’autres termes, les interférences seront destructives si les distances entre les deux intervalles en un point sont différentes d’une demi-longueur d’onde, ou de trois demis, de cinq demis, etc.
Alors, maintenant que nous avons examiné les interférences des ondes, examinons de plus près les points notés sur la figure. En commençant par le point A, nous pouvons voir que deux fronts d’onde se croisent ici. Plus précisément, chaque onde a parcouru une distance de deux longueurs d’onde depuis son intervalle respectif. Ainsi, il n’y a pas de différence dans les distances parcourues entre les deux ondes. Donc, elles sont en phase, et nous savons qu’il y a une interférence constructive au point A.
En fait, pour cette question, parce que nous savons que chaque front d’onde représente une distance d’un nombre entier de longueur d’onde depuis la fente , il doit y avoir une interférence constructive en tout point situé directement sur deux fronts d’onde. Sachant cela, nous pouvons dire que les points B et D marquent également des points d’interférence constructive. Mais qu’en est-il du point C ? Il se trouve sur un front d’onde de l’onde représentée en orange. Mais il se situe à mi-chemin entre deux fronts d’onde de l’onde bleue. Ainsi, nous savons qu’il existe une différence d’une demi longueur d’onde entre les distances parcourues par les ondes à partir des fentes. Et donc, il y a des interférences destructives au point C.
Nous avons donc constaté qu’il existe une interférence constructive aux points A, B et D, mais pas au point C. Et par conséquent, la bonne réponse est la réponse (E). L’interférence entre les ondes est constructive en tous les points marqués sauf C.
