optique physique

[invitea180b11d]

salut
j'arrive pas à comprendre la cohérence spatiale et temporelle
merci d'avance
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[invite8f082fcf]

Bonsoir,
La cohérence spatialte ou plutot l'incohérence et le fait de vouloir faire interferer 2 ondes qui n'ont pas exactement la meme fréquence, à ce moment la on ne pourra pas avoir de maniére reguliére des superpositions constructives ou destructives.
La cohérence spatiale elle vient du fait d'avoir une source peu étendue. Car la lumiére est émise par desexcitation aléatoires des electrons sur leurs couches, qui emet des trains d'ondes,si la source est etendue, il y aura superpositions de trains d'ondes n'etant pas émis aux meme intervalles de temps, donc différentes superpositions constructives et destructives la aussi.

J'espere avoir reussi a etre assez clair.

[Azzo]

salut
j'arrive pas à comprendre la cohérence spatiale et temporelle
merci d'avance

Bonsoir.
Le LASER est un faisceau de lumiere cohérente, cylindrique et monochromatique:
Les rayons ont tous la meme direction, c'est la cohérence spatiale, ont le meme vecteur d'onde (pulsation spatiale).
Les rayons ont tous la meme couleur, c'est la cohérence temporelle, ont la meme fréquence (pulsation temporelle).

[LPFR]

salut
j'arrive pas à comprendre la cohérence spatiale et temporelle
merci d'avance

Bonjour.
Regardons la valeur du champ électrique instantané dans un point d'une onde de longueur d'onde λ. Regardons la phase du signal: le moment ou le champ est maximum, minimum, passe par zéro, etc. Regardons maintenant, au même temps la phase d'un point situé à une distance λ en amont (ou en aval), c'est à dire dans la direction d'où vient l'onde. Il est évident que dans ces deux points les phases seront identiques... ou presque. Les maximums auront lieu au même instant, ainsi que les minimums, etc. Maintenant prenons un autre point situé à 2λ. la situation sera presque la même. Puis à 3λ, 4λ, et ainsi de suite. On serait tenté de dire que les maximums auront lieu au même instant. Mais est que si on prend 10^9 λ ils seront au même instant? Ça dépend. Cet autre point se trouve à un temps de 10^9 T (T étant la période).
Si la fréquence de l'onde est très pure et varie très peu en fonction du temps, le deux point seront en phase et on dira qu'ils sont cohérents ou que le temps de cohérence est de 10^9 T. Les fréquences des sources lumineuses ne sont pas constantes dans le temps (oui, même pour les lasers) et le nombre de longueurs d'onde entre les deux points varie avec le temps parce que la fréquence varie. Donc, on dira que deux points sont cohérents si à un maximum correspond toujours quelque chose de positif. C'est à dire, que la différence de phase est inférieure à +/- pi/2. Le nombre de périodes entre ces deux points donne le temps de cohérence.
Comme vous voyez, ce temps est lié à la pureté spectrale de l'onde. Les lasers ont des temps de cohérence grandes car ils ont une plus grande pureté spectrale que la lumière blanche. C'est pour cela qu'on ne peut pas faire des interférences avec de la lumière blanche à moins que l'écart de temps entre les deux ondes qui interférent soit très petit. Correspondant à quelques λ. C'est le cas dans les bulles de savon et dans les couches de mazout sur l'eau.

Pour la distance de cohérence, c'est la même chose. Mais au lieu de comparer deux points séparés par le temps (dans le parcours de l'onde), on compare la phase de deux points situés sur le même front d'onde (à la même distance de la source).

Et si je suis d'accord, en première approximation, avec Azzo, si on regarde de près, les lasers sont beaucoup moins parfaits que ça. Ils ne sont pas monochromatiques et leur lumière est toujours un peu divergente du seul fait que le diamètre de la source est limité. De plus, il y a lasers et lasers.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]