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Fentes larges

La distance qui sépare les deux chemins vaut exactement tex2html_wrap_inline616 . Le calcul de la dérivée partielle par rapport à b s'obtient astucieusement de la façon suivante:

equation259

Donc le développement au premier ordre de l(b,y) aboutit à:

equation267

L'amplitude complexe de l'onde résulte de la superposition de toutes les ondes qui ayant parcourues la distance l(b,y), sont déphasées de kl(b,y) par rapport à l'oscillation de l'original. Donc:

equation273

On introduit l'expression de la transformées de Fourier tex2html_wrap_inline626 de r(b):

equation280

Donc la luminosité obtenue sur l'écran est directement proportionnelle à la norme de la transformée de Fourier du motif diffractant.

Dans le cas d'une fente rectangulaire de largeur tex2html_wrap_inline630 :

expand(convert(int(exp(-I*y*b*k/l0)/delta,b=-delta/2..delta/2),trig));

equation286

L'application numérique suit immédiatement:

lg := sqrt((y-b)^2+d2^2);
In := (sinc(y * delta * k / 2 / subs(b=0,lg)))^2;
AN := {k=966E4, delta=1E-3, d2=10};
In_AN := subs(AN,In);
plot(In_AN,y=-5E-2..5E-2);

   figure296
Figure 4: Franges d'interférences dues à la largeur de la fente

La généralisation à deux dimensions ne posent pas de problème. En conséquence, l'amplitude résultant de la superposition des rayon provenant d'une fente rectangulaire vaut:

R:=expand(convert(int(int(exp(-I*y1*b1*k/l0)*
   exp(-I*y2*b2*k/l0)/delta[1]/delta[2],b1=-delta[1]/2..delta[1]/2),
   b2=-delta[2]/2..delta[2]/2),trig));
Ce qui donne pour l'intensité, après manipulation manuelle:

equation301

Ires :=(sinc(k*delta[1]*y1/2/d2)*sinc(k*delta[2]*y2/2/d2))^2;
AN := {k=966E4, delta[1]=5E-4, delta[2]=1E-3, d2=10};
Iran:=subs(AN,Ires);
with(plots):
plot3d(Iran,y1=-2E-2..2E-2,y2=-2E-2..2E-2);

   figure310
Figure 5: Franges d'interférences bidimensionnelles dues à la largeur de la fente



Stephan Tassart
Thu Feb 6 17:28:39 MET 1997