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Laquelle des réponses suivantes explique correctement pourquoi une lumière cohérente est utilisée pour l’enregistrement et la lecture d’hologrammes ? (A) Les ondes lumineuses incohérentes n’ont pas de différence de phase proportionnelle à leur différence de trajet. (B) Les ondes lumineuses incohérentes produisent des interférences destructives qui empêchent la production d’une image. (C) Les ondes lumineuses incohérentes ont des intensités inférieures à celles des ondes lumineuses cohérentes.
Dans l’énoncé de la question, on nous dit qu’une lumière cohérente est utilisée pour l’enregistrement et la lecture d’hologrammes. On peut rappeler que des ondes sont cohérentes si elles ont la même longueur d’onde et ont également une relation de phase constante. Avoir une relation de phase constante ne signifie pas nécessairement que deux ondes cohérentes sont en phase l’une avec l’autre. Par exemple, ces deux ondes sont cohérentes, mais elles ont une différence de phase de 180 degrés ou 𝜋 radians. La clé est que lorsque ces ondes se déplacent, cette différence de phase est constante.
Puisque ces deux ondes ne sont pas en phase, on peut s’attendre à ce qu’elles n’aient pas été émises par la même source. Il est toutefois possible que ces deux ondes viennent du même point. Si cela était vrai, alors la différence de phase entre elles signifierait qu’elles ont parcouru différentes distances pour se rendre en ces points de l’espace. Autrement dit, on pourrait dire que la différence de phase entre ces deux ondes est due à la différence de longueur du trajet que les deux ondes ont dû parcourir. En fait, si ces deux ondes ont interféré l’une avec l’autre sur cette surface que l’on a représentée ici, alors on peut partir du motif d’interférence puis remonter en arrière pour trouver la différence de longueur de trajet entre les deux ondes. Cette propriété permettant de relier les différences de phase avec les différences de longueur de trajet rend la lumière cohérente très utile pour former des hologrammes.
Imaginons un instant que, au lieu de travailler avec une lumière cohérente, on ait des ondes lumineuses incohérentes. Si cela est vrai, alors on ne peut plus établir de lien entre les différences de phase des rayons de lumière qui interfèrent et les différences de longueurs des trajets que ces rayons ont peut-être suivi. Les ondes lumineuses incohérentes ne présentent pas de relation de phase constante. Ainsi, une différence de phase sur un motif d’interférence peut signifier que ces ondes ont parcouru des distances différentes pour arriver à ce point d’interférence. C’est la raison principale pour laquelle une lumière cohérente, plutôt qu’un rayonnement incohérent, est utilisée pour l’enregistrement et la lecture d’hologrammes.
En examinant nos choix de réponse, la réponse (B) affirme que des ondes lumineuses incohérentes produisent des motifs d’interférence destructifs. En fait, les ondes de lumière incohérentes peuvent interférer de manière constructive ou destructive. Elles n’interfèrent pas seulement de manière destructive comme l’affirme la réponse (B). La réponse (C) dit que des ondes de lumière incohérentes ont des intensités inférieures à celles des ondes de lumière cohérentes. Cela peut être vrai dans un cas particulier, mais ce n’est généralement pas le cas. Ce qui détermine l’intensité d’un rayon de lumière n’est pas qu’il soit incohérent ou cohérent, mais plutôt l’amplitude de l’onde.
Pour notre réponse finale, on choisit la réponse (A). Les ondes lumineuses incohérentes n’ont pas une différence de phase proportionnelle à leur différence de trajet. C’est pourquoi une lumière cohérente est utilisée pour l’enregistrement et la lecture d’hologrammes.
