Interférences de photons

Les phénomènes d'interférences faisant intervenir la longueur d'onde de la lumière sont typiquement des phénomènes ondulatoires. Leur interprétation en termes de photons a posé de nombreux problèmes aux débuts de la mécanique quantique.
On présente ici la simulation d'une expérience importante.
On utilise un système de fentes d'Young . La largeur des fentes est a, la longueur d'onde de la lumière est λ et la distance d'observation est D.
On observe des franges parallèles aux fentes et l'interfrange est I = λ.D / a.

On éclaire ce système avec une lumière de très faible intensité. L'intensité est si faible que l'on peut considérer que les photons arrivent un par un sur le détecteur (une plaque photographique).
Avec des poses courtes, la répartition des impacts semble aléatoire mais si la durée de l'expérience est suffisante, on observe sur le détecteur que les impacts forment des franges analogues à la figure d'interférence classique.
Dans les conditions expérimentales utilisées, on sait que le photon qui arrive sur le détecteur est passé par l'une des fentes et on peut se poser la question suivante : Comment la présence d'une autre fente influe-t-elle sur la position de son impact sur le détecteur ?
Enfin on constate que si on ferme l'une des deux fentes les franges disparaissent.
Sur le détecteur, on peut vérifier que le nombre dN des impacts dans une bande de largeur dx située à la distance x de l'axe des fentes est donnée par dN = N.cos2(π.x / I).dx


Utilisation :
Avec la liste de choix sélectionner le nombre d'impacts puis cliquer sur le bouton [Départ] pour lancer la simulation.
Pour cette simulation, j'ai crée un générateur de nombres pseudo-aléatoires distribués selon la loi:
dN = N.cos2(π.x / I).dx pour 0 ≦ x ≦ 1,5.I