Vidéo question :: Définition de la diffraction Physique • Deuxième secondaire

Transcription de la vidéo

Laquelle des affirmations suivantes est une définition correcte de la diffraction?

Alors, cette question nous donne cinq définitions possibles. Alors, parcourons-les une par une et voyons laquelle est correcte.

Premièrement, la diffraction est le changement de direction d’une onde qui passe d’un milieu à un autre avec une densité différente.

D’accord, dessinons un schéma de ce à quoi cela ressemblerait. Disons que ceci est la limite entre deux milieux. Disons également que notre onde se déplace initialement dans le milieu bleu puis se déplace dans cette direction. Elle arrive à un angle par rapport à la normale, à la surface. Et puis quand elle rencontre la limite, elle change de direction. Alors que, si elle n’avait pas changé de direction, elle aurait continué à se déplacer dans cette direction. Maintenant, les deux milieux en question ont des densités différentes. Alors disons que ce milieu inférieur a une densité 𝜌 un. Et celui-ci a une densité 𝜌 deux. Alors, ce scénario ne ressemble pas à la diffraction. En fait, cela ressemble plus à de la réfraction. La réfraction est la courbure d’une onde qui passe d’un milieu à un autre, le deuxième milieu ayant une densité différente du premier. Par conséquent, cette première affirmation n’est pas la définition correcte de la diffraction. Nous pouvons donc passer à la définition numéro deux.

La numéro deux dit que la diffraction est le changement de longueur d’onde d’une onde qui passe à travers une ouverture.

D’accord, dessinons à quoi cela ressemblerait. Maintenant, voici un schéma de notre ouverture. Cela pourrait être une fente ou un trou ou quelque chose comme ça. En d’autres termes, une ouverture. Et disons que nous avons une onde qui se déplace dans cette direction. Voici donc l’onde qui arrive à l’ouverture. Maintenant, cette affirmation dit que la longueur d’onde de l’onde change au fur et à mesure qu’elle passe par l’ouverture. Eh bien, disons que cette onde qui arrive est une onde lumineuse. Nous savons que pour la lumière, la longueur d’onde est directement liée à la couleur de la lumière. C’est ainsi que nos yeux perçoivent la longueur d’onde. Donc, si la longueur d’onde de l’onde change au fur et à mesure qu’elle passe à travers l’ouverture, sa couleur doit également varier. Maintenant, est-ce quelque chose que nous voyons lorsque nous avons, par exemple, un faisceau laser passant par une ouverture? Eh bien non. Nous ne voyons pas de changement de longueur d’onde ou, dans les faits, de changement de couleur lorsque nous menons cette expérience dans la vie réelle. Donc, la définition deux n’est pas non plus la bonne réponse. Passons maintenant à la numéro trois.

Cette affirmation dit que la diffraction est le changement de direction d’une onde qui passe à proximité d’un objet et qui change de direction d’un angle supérieur à 90 degrés.

Encore une fois, faisons un schéma. Disons que c’est notre objet, quoi que ce soit. Et voici notre onde qui arrive. Eh bien, cette onde est simplement destinée à passer près de l’objet. Par conséquent, nous l’avons dessiné comme ceci. Maintenant, au départ, elle va dans cette direction. Et cette affirmation dit que l’onde change de direction de plus de 90 degrés. Alors, voici un angle de 90 degrés. Et cette définition dit que l’onde qui arrive ira dans une direction comme celle-ci. Cet angle est supérieur à 90 degrés. Et cela ressemble à une sorte de réflexion bizarre plutôt qu’à une diffraction. Et c’est une chose vraiment bizarre car elle ne fait que passer à proximité d’un objet plutôt que d’entrer en contact avec un objet. Donc, c’est plus de réflexion que de la diffraction. Et par conséquent, ce n’est pas la bonne définition non plus. Passons à la suivante.

Numéro quatre: la diffraction est le changement de vitesse d’une onde qui passe à travers une ouverture.

Nous savons maintenant quoi faire. Réalisons un schéma. Voici notre ouverture. Et voici notre onde qui arrive. Maintenant, cette affirmation dit que la vitesse de l’onde change lorsque cette onde passe à travers une ouverture. Mais rappelons-nous quelque chose. Nous pouvons rappeler que la vitesse d’une onde, 𝑣, est donnée en multipliant la fréquence de cette onde, 𝑓, par la longueur d’onde de cette onde, 𝜆. Maintenant, si nous avons juste une onde qui se déplace et que nous ne considérons pas quelque chose comme l’effet doppler, alors la fréquence doit rester la même parce que cette fréquence est déterminée par la source de cette onde. Nous venons donc de dire que la fréquence doit rester la même. Mais la vitesse de l’onde change au fur et à mesure qu’elle passe par l’ouverture. Et si la vitesse change, la longueur d’onde aussi. Donc, une onde qui change de vitesse doit également changer de longueur d’onde. Et donc, nous verrions encore une fois un changement de couleur. Maintenant, comme nous l’avons dit plus tôt, ce n’est pas quelque chose que nous voyons lorsque nous étudions la diffraction. Donc encore une fois, ce n’est pas la bonne définition. Maintenant, il ne reste plus qu’une. Donc, cela doit être la bonne. Alors passons-la en revue et vérifions.

La numéro cinq dit que la diffraction est le changement de direction d’une onde qui passe à proximité d’un objet et qui change de direction d’un angle inférieur à 90 degrés.

Encore une fois, voici notre objet. Et voici notre onde qui arrive. Cette définition indique que l’onde change de direction lorsqu’elle passe à proximité d’un objet. Donc, elle fait quelque chose comme ça. Et bien sûr, cet angle ici entre l’onde incidente et l’onde sortante est inférieur à 90 degrés. Maintenant, c’est vraiment quelque chose que nous voyons lorsque la diffraction se produit. Lorsqu’une onde de lumière passe à proximité d’un objet, nous pouvons voir un changement de direction. Et c’est cet effet qui est responsable de beaucoup d’autres, tels que, par exemple, le passage d’une onde à travers une ouverture. Ce que nous voyons est une courbure supposée de la lumière qui nous donne ce motif de diffraction vraiment cool. Donc, cette définition finale est une définition correcte de la diffraction.

Et donc, notre réponse finale est que la diffraction est le changement de direction d’une onde qui passe à proximité d’un objet et qui change de direction d’un angle inférieur à 90 degrés.