Dans l'expérience de Young, on utilise une fente source lumineuse S monochromatique de longueur d'onde λ et on interpose une plaque percée de 2 fentes parallèles. Celles-ci se comportent comme des sources secondaires synchrones S1 et S2.
On observe alors, sur un écran placé derrière, des franges alternativement sombres et claires : les ondes issues de S1 et S2 interfèrent entre elles.
La distance entre ces deux sources est égale à a. On observe dans un plan parallèle au plan des sources situé à la distance L de celles-ci.
Les sources étant synchrones et les deux vibrations lumineuses ayant la même direction il y a addition vectorielle des amplitudes des deux vibrations et donc interférences.
Soit φ le déphasage en x entre les ondes planes issues des sources.
Si les deux sources ont la même amplitude A, l'intensité lumineuse en x est :
I(x) = 4.A2.cos2φ/2.
Avec la géométrie du dispositif utilisé, cette intensité vaut : I(x) = 4.A2.cos2π.a.x / λ.L
Remarques :
* Avec les dispositifs réels, il faut tenir compte des phénomènes de diffraction liés aux dimensions des sources utilisées. La figure d'interférence est convoluée (modulée) par la figure de diffraction des fentes. (voir la page interférences à N sources)
* Avec une source polychromatique, il y a brouillage de la figure d'interférence car les franges dues à chaque radiation se superposent avec des positions différentes puisque l'interfrange est fonction de la longueur d'onde.
L'examen de la zone d'interférence avec un spectroscope permet de mettre en évidence des zones sombres (cannelures) qui correspondent aux longueurs d'onde éteintes.
Utilisation :
Choisir la couleur de la source primaire et régler la distance entre les sources secondaires.
En haut du graphe, figure le schéma optique du dispositif.
La courbe de l'intensité lumineuse dans le plan d'observation est tracée en fonction de la distance x. Enfin l'image correspondante du plan d'observation est dessinée ; on utilise alors une source rectiligne parallèle aux fentes et au plan d'observation pour augmenter la luminosité.
Avec le choix "Blanc" pour la longueur d'onde, la lumière blanche est simulée par la superposition de rouge, vert et bleu avec des intensités pondérées.
Dans la réalité, les quelques franges que l'on peut observer sont irisées.