Dispositifs interférentiels

Coin de verre

La lame prismatique d'indice d'angle au sommet (figure 8) est éclairée sous incidence presque normale par une source étendue et monochromatique.


   
    Figure 8 : Lame prismatique (ou « Coin de verre »)
Figure 8 : Lame prismatique (ou « Coin de verre ») [zoom...]Info

Une partie du rayon incident est réfléchie à la surface du premier dioptre et une seconde partie est réfractée en puis réfléchie à la surface du second dioptre en pour être ensuite réfractée en . Les rayons et issus du même rayon incident concourent en où se forment les interférences. Les interférences sont localisées au voisinage de la lame, autour du point . Sur la figure 8, l'angle d'incidence a été considérablement augmenté, de même pour l'angle pour plus de lisibilité ; dans la réalité l'ordre de grandeur de l'angle est de d'arc. En incidence presque normale les points et sont très rapprochés et l'épaisseur de la lame peut localement être considérée comme constante et égale à . La différence de chemin optique entre les rayons et est donc sensiblement égale à celle donnée par une lame à faces parallèles placée dans l'air, éclairée sous incidence normale :

puisque l'indice du coin est . La réflexion en se produit sur un milieu plus réfringent que le milieu incident tandis que la seconde réflexion en se produit sur un milieu moins réfringent que le milieu incident d'indice  ; les deux réflexions ne sont pas du même type, ce qui justifie le terme supplémentaire . Pour tout point d'une frange d'interférence brillante, la différence de marche vérifie :

Pour une lame donnée, la longueur d'onde et l'indice sont des constantes ; les points correspondants au même état d'interférences, par conséquent au même ordre d'interférences vérifient :

Les franges d'interférences sont donc des droites parallèles à la droite d'intersection des deux dioptres. Ces franges sont appelées « franges d'égale épaisseur ». L'interfrange est obtenu pour une variation d'ordre de une unité soit :

Considérant que car l'angle est faible, on obtient :

L'interfrange diminue quand l'angle  augmente.

Les deux configurations qui viennent d'être étudiées, lames à face parallèles et lame prismatique, sont particulièrement importantes car on retrouve leurs concepts dans l'interféromètre de Michelson et tous les interféromètres dérivés de ce dernier.

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