Filtre interférentiel solaire

[invite311ce497]

Bonjour à tous !

Donc voilà je me posais une question. Merci de me reprendre si ce que je dis s'éloigne dans des élucubrations d'un esprit trop imaginatif
Donc voilà, je sais que les filtres courants proposés dans le commerce d'astronomie pour observer le soleil en hydrogène-alpha sont pour la plupart basés sur un dispositif constitué d'un filtre de rejection des radiations dangereuses, puis d'un interféromètre de Fabry-Perrot pour centrer la raie H-alpha et enfin d'un filtre bloquant centré sur cette longueur d'onde afin d'éliminé les harmoniques (il me semble qu'on appelle cela comme ça) créées par l'interféromètre. Et c'est ainsi qu'on obtient une image du soleil révélant les fantastiques protubérances !

Problème... Ce genre de dispositif est cher

Donc j'ai surfé un peu sur le net, et j'ai vu que l'on pouvait obtenir le même genre de figure de diffraction que l'on obtient à la sortir d'un Fabry-Perrot, mais avec une fente circulaire placée dans une lumière quasi parallèle comme celle du soleil (c'est la qu'il faudrait me corriger si je me trompe par ce que je n'ai aucune certitude...)

Donc je me suis dis si on obtient ça avec une simple fente , pourquoi ne pas remplacer le Fabry-Perrot, mais bon... ça me paraît un peu trop facile... C'est là que je voudrais avoir des confirmations (ou des corrections).

Donc voilà je ne pense pas que ce que je propose comme dispositif est fiable puisque je supposes que des dizaines de personnes ont mis au point des instruments avec des interféromètres. Je pense qu'ils s'en serrait rendu compte s'il suffisait d'une simple fente lol. Mais bon je tente toujours ! Ca fait du bien de se faire corriger ses erreurs parfois

Merci pour vos réponses !
@+++ Hervé
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[invitea3eb043e]

Tu es en train de confondre figure d'interférences et figure de diffraction. Leur seul point commun est d'être circulaires !
Un interféromètre de Fabry Perot comporte 2 faces parallèles de haute réflexion. Du fait de réflexions multiples donc d'allers-retours entre ces faces, seule une longueur d'onde précise (et les harmoniques) peuvent passer tout droit, d'où l'effet de filtre quand on attaque en lumière parallèle. Si on éclaire sous diverses incidences, on voit des anneaux très fins.
La diffraction par un trou ne fait pas appel à des interférences multiples et les anneaux sont bien moins fins, donc sans intérêt pour filtrer.

[invite311ce497]

Ok d'accord je comprends mieux maintenant merci. Je savais bien que c'était si simple que cela ! lol

Sinon à propos de l'interféromètre de Fabry-Perrot, je me demandais aussi de quelle manière fallait-il procéder pour régler le dispositif pour le centrer sur une longueur d'onde précise ? Cela a-t-il à voir avec la distance entre les lames réfléchissantes ?

Et puis, est-ce que le taux de réflectivité des lames de l'interféromètre intervient pour déterminer la longueur qui est sélectionnée à la sortir du dispositif ?

Et enfin, pourquoi est-il nécessaire, dans le cadre d'une utilisation en observation solaire en H-alpha d'installer un filtre bloquant en aval du Fabry-Perrot pour éliminer les harmoniques ? Que se passerait-il s'il n'y avait pas ce flitre de bloquage à la sortie de l'interféromètre ?

Merci !
Hervé

[invitea3eb043e]

Les longueurs d'onde qui passent sont telles que e*n = p.lambda/2 où e est l'épaisseur et n l'indice de la cale. p est un entier.
On ajuste donc l'épaisseur pour que la longueur d'onde choisie passe. Problème : il est très difficile de créer une lame d'épaisseur inférieure à 1 micron, alors on travaille avec un p bien supérieur à 1. Dès lors il n'est pas difficile de voir que d'autres longueurs d'onde vont passer, par exemple celles avec p-1, p-2, etc.. qu'il faudra bloquer par des verres colorés.
La réflectivité ne joue pas sur le choix de la longueur d'onde, plus elle est forte plus le filtre sera sélectif ... et plus il coûtera cher car il faudra accumuler les couches réfléchissantes.
On peut à la rigueur ajuster un peu le filtre en l'inclinant de quelques degrés.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite311ce497]

Ok merci JeanPaul ! Et donc dans la formule n dépend de la nature de la matière située entre les deux lames réfléchissantes c'est cela ?

Et par contre je n'ai pas bien compris ce que représentait p ? S'agit-il de l'épaisseur des lames de l'interféromètre ?
Si oui, comment le détermine-t-on ? Il est donc supérieur à 1 et entier, mais comment savoir quelle est sa valeur ?

J'ai testé la formule pour la longueur d'onde qui m'intéresse c'est-à-dire l'hydrogène-alpha qui a une longueur d'onde de 656,281 nm.
Pour faire plus simple j'ai pris p=1 et j'attends pour voir comment mieux déterminer p.
Et pour ce qui est de n l'indice de réfraction, j'ai calculé celui de l'air dans les conditions normales de pression et de température, et j'ai trouvé n=1,000240776.

Donc ca me donne :
e*n=p.lambda/2
e*n=1.656,281/2
e*n=656,281/2
e*n=328,1405
e*1,000240776=328,1405
e=328,1405/1,000240776
e=328,0615107

Je suppose que e doit s'exprimer en millimètres non ?

Merci d'avance !
Hervé

[invite311ce497]

Bon ben il n'y a plus personne , je crois que la réponse sera pour demain lol !

Sinon, je voudrais bien savoir aussi, pourquoi il est nécessaire de travailler en lumière parallèle, ou du moins au minimum convergente ou divergente ?

Je me demande aussi comment forme-t-on l'image du soleil à la sortir de l'interféromètre de Fabry-Perrot ? Suffit-il par exemple de mettre un dispositif avec une lentille convergente et un oculaire pour en sortir une image. Dans l'état où est le flux de lumière en sortie de l'interféromètre , je supposes qu'il n'est pas exploitable en l'état ?

Merci d'avance !
Bonne nuit @ demain
Hervé

[invitea3eb043e]

Dans la formule e et lambda s'expriment dans la même unité au choix. Tu as mis des angströms apparemment.
p est un nombre entier. Si lambda est de l'ordre de 0,2 µm et l'épaisseur de l'ordre du millimètre, alors p sera de plusieurs milliers, ce qui laisse plein d'autres longueurs d'onde qui vont passer.
On peut ruser en créant une cale d'air d'épaisseur 10 microns par exemple et d'excellente planéité. Mieux encore : empiler plusieurs de ces cales d'épaisseurs croissantes pour que le système d'équations :
e1 = p1 * lambda/2
e2 = p2 * lambda/2
etc..
(où les e sont les épaisseurs successives et les p des entiers, n vaut 1)
ne soit satisfaite que pour un lambda bien déterminé.
Un tel système fonctionne en lumière aussi parallèle que possible car si le rayon arrive de travers la longueur d'onde change.