Franges en lumière blanche


On considère un dispositif d'interférences à deux sources.
On néglige les phénomènes de diffraction liés aux dimensions des sources utilisées.
En un point P(x) de l'écran d'observation, la différence de marche entre les deux ondes est Δ et la différence de phase est φ = 2π.Δ / λ.
Selon le dispositif utilisé, l'intensité lumineuse sur l'écran est :
I(x) = Io.cos2φ / 2.
ou I(x) = Io.sin2φ / 2.
Si le système est éclairé en lumière monochromatique, on observe un système de franges sombres et brillantes séparées par une distance constante fonction de la longueur d'onde nommé interfrange.
Si par contre le dispositif est éclairé en lumière blanche, pour chaque radiation la valeur de l'interfrange est différente et on observe un brouillage du système des franges. On peut observer seulement quelques franges autour de l'origine et celles-ci font fortement irisées.

Dans les zones qui correspondent à un maximum d'intensité pour beaucoup de longueurs d'onde, on observe un blanc dit "d'ordre supérieur" car certaines radiations y sont éteintes.
Dans les zones qui correspondent à un minimum d'intensité pour beaucoup de longueurs d'onde, on observe une teinte sensible car une très faible variation de la différence de marche modifie beaucoup la couleur observée.
Cette propriété est utilisée en optique cristalline pour apprécier de faibles différence de marche.


Utilisation :
La lumière blanche est simulée ici par la superposition de six radiations de même intensité :
Rouge (255,0,0) Jaune (255,255,0) Vert (0,255,0) Cyan (0,255,255) Bleu (0,0,255) Indigo (255,0,255). Les triplets entre parenthèses sont les composantes des couleurs dans le système RVB.
Les longueurs d'onde correspondante sont : 700 nm, 590 nm, 530 nm, 500 nm, 445 nm et 400 nm. Ces valeurs sont plausibles mais arbitraires.
Cette représentation grossière donne une idée des phénomènes mais elle ne donne pas une représentation fidèle des couleurs qui sont réellement observables.

Les boutons radio permettent la sélection du dispositif frange centrale sombre ou brillante.
On peut glisser le trait repère vertical avec la souris pour mesurer les interfranges. L'axe horizontal est gradué en µm.
Le graphe supérieur donne les courbes de l'intensité lumineuse dans le plan d'observation pour les six radiations utilisés en fonction du déphasage.
La figure inférieure correspond à "l'image" du plan d'observation obtenue par sommation des intensités des six longueurs d'onde utilisées en chaque point du plan . L'intensité des radiations d'une lumière blanche dépend de sa température de couleur liée au rayonnement du corps noir.