Catégories


Augustin FRESNEL
(1788-1827)
Fondateur de la théorie ondulatoire de la lumière.




Biprisme de Fresnel


Dispositif
Le biprisme de Fresnel est un dispositif d'interférences à deux ondes.
Dans un bloc de verre d'indice n = 1,5 on taille deux prismes identiques d'arête commune.
L'angle A des deux prismes est très faible (10 à 20 minutes). Comme cet angle est très petit, on peut supposer que les prismes sont stigmatiques et que les rayons sont déviés d'un angle a = A.( n − 1)
Une source ponctuelle S est placée à la distance d = SO = 1 m du biprisme.
Celui-ci donne de S deux images S1 et S2 et S1S2 = 2.a.d = 2.A.( n − 1).d
Les faisceaux issus de chaque prisme (en jaune et en cyan) sont interceptés par un écran situé à la distance L = OE du biprisme. Les deux faisceaux ont une partie commune (en vert). Dans cette zone, on a superposition de deux ondes issues des sources synchrones S1 et S2 : ces ondes interfèrent.
Les interférences sont étudiées au moyen d'un dispositif micrométrique centré sur E. On observe des franges rectilignes parallèles à l'arête du prisme.
Ces franges sont en réalité des portions d'hyperboles lieux des points d'égale différence de marche pour les deux ondes.
On pose D = L + d et e = S1S2 = 2.A( n − 1).d
Si l'amplitude de chaque onde est A, l'intensité au point M (EM = x) est : I = 4A².cos²[(π.e.x) /(λ.D)].
L'interfrange est donc i = λ.D / e.
Pour améliorer la luminosité, on peut remplacer la source ponctuelle par une fente parallèle à l'arête du biprisme. Dans ce cas chaque point de la source se comporte comme une source ponctuelle.

La précision des mesures réalisables est très modeste : Ce n'est qu'un dispositif de démonstration.

Utilisation
Choisir la valeur de la longueur d'onde puis avec les curseurs modifier les valeurs de l'angle des prismes et la valeur de la distance OE = L.
En cliquant sur les points d'intensité maximum on fait apparaître la valeur de l'abscisse correspondante.
Mesurer la distance entre quelques franges et en déduire la valeur de l'interfrange puis comparer avec i = λ.D / e.
Attention aux unités (A est donné en minutes)

Sur le schéma, l'échelle verticale est multipliée par un facteur 33 pour améliorer la lisibilité.