créer simplement des interférences de lumière blanche

[maximator52]

bonjour, je suis étudiant en design d'objet et je m'intéresse à certains effets de l'électromagnétisme afin de créer de nouveaux dispositifs lumineux domestiques.
Par l'un d'entre eux, je souhaite mettre en valeur le phénomène d'interférences lumineuses. J'ai pu tester le bifente d'young avec un laser helium néon, toutefois la portée de cet effet me paraît insuffisante par rapport à l'échelle d'une lampe. Par là je veux dire que les lasers concentre la lumière sur des surfaces trop petites pour que l'éclairage devienne significatif dans un environnement domestique. Aussi le fait qu'ils soient monochromes ne me convient pas.
Au cours de mes recherches j'ai vu que l'on pouvait faire des interférences avec de la lumière blanche, j'ai naîvement tenter d'en produire avec une ampoule à incandescence classique et sans surprise, cela n'a rien donné.
Pourriez vous alors me donner quelques informations sur les conditions optimales pour obtenir des interférences en lumières blanches ? ... et sur leur projection à plus grande échelles que les minuscules bandes résultantes d'un laser ?

merci d'avance
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[mimo13]

Salut,

Créer un phénomène interférences lumineuses avec de la lumière blanche en utilisant les fentes de Young est théoriquement possible mais pratiquement très difficile à obtenir en raison de la faible cohérence spéciale de la lumière blanche.

On utilise alors d'autres dispositifs interferentiels comme l'interféromètre de Michelson par exemple.

[LPFR]

Bonjour.
Je suis d'accord avec Mimo13. La lumière blanche ne peut pas créer des interférences que pour des différences de chemin optique inférieures à 2 ou 3 longueurs d'onde. Le cas les plus courant d'interférences avec de la lumière blanche sont les irisations des bulles de savon ou des couches de gasoil sur l'eau. C'est la raison pour laquelle on ne voit pas de coloration quand la lumière traverse une vitre mais qu'on le voit quand elle traverse une membrane savonneuse fine.
Au revoir.

[Jeanpaul]

Le mot d'interférences est suffisamment vague et général pour qu'on puisse dire que les couleurs d'un CD ou l'hologramme des cartes de crédit sont des phénomènes d'interférences et ça marche en lumière blanche, n'est-ce pas ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[maximator52]

Merci pour vos réponses. Je vais voir ce que je peux faire avec l'interféromètre de michelson tout en sachant qu'il est plus complexe et plus onéreux que les fentes d'young. J'ai pu voir au cours de mes recherches un système analogue qui ne faisait intervenir que deux miroirs, une plaque de plexiglass et un émetteur et récepteur d'onde radio "monofréquence" (je ne sais pas si cela se dit). les deux miroirs étaient placés l'un par rapport à l'autre de manière à ce qu'ils forment un angle à 90 degrés. La plaque de plexiglass, elle, était placée suivant un angle à 45 degrés par rapport aux deux surfaces conductrices. lorsque l'on jouait sur l'écartement des deux miroirs, on obtenait des interférences converties en sons, mais je rappelle que c'était avec une onde radio "monofréquence". Ce système simple peut-il s'appliquer avec de la lumière visible et blanche de préférence ?
Si c'est le cas qu'elles conditions optimales doivent-être réunies pour que l'on puissent profiter de la vision de beaux cercles concentriques d'interférences ?
En effet, j'aimerais vraiment m'abstenir d'acheter un interféromètre de michelson à 40 milliards d'euros si cela était possible...

Par ailleurs, si toutefois quelqu'un pouvait me suggérer d'autres dispositifs d'interférences que je pourrais réaliser modestement (du point de vu de mes moyens financiers et de mes connaissances limitées en optique) ce serait super sympa.

merci

[Xoxopixo]

Bonjour,

Je vais essayer d'expliquer.
Reprennez-moi si je me trompe.

En fait la lumiere n'est pas blanche.
Sans rentrer dans le détail elle est disons blanche en moyenne.
Ta source emmet des paquets divers ayant chacun leur valeur propre en energie, qui depend de la frequence.
la frequence de ces "ondelettes" , n'est pas la même pour tous.
Chaque "onde" qui a sa propre frequence interfere avec toutes les autres. Donc tu vois qu'il y a de multiples franges d'interferences possibles. Trop. L'effet existe mais le cummul apparait brouillé.

Donc si tu veux utiliser de la lumiere blanche, essaie d'utiliser un prisme juste derriere ta source.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Prisme_(optique)

Tu auras en sortie des paquets "de même couleur".

[Xoxopixo]

Ca me donne une idée l'histoire du prisme,
On peut faire l'inverse.
Laisser les rayons la ou ils sonts mais changer la sensibilité de ton plexiglass à cette lumiere.
Tu filtre quelles ondes apparaissent sur ton plexiglass.

Certaines frequence passent, les autres traversent.
Via LCD ?
http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89c...staux_liquides
mais là c'est plutot pour la polarisation...
Peut-être que quelqu'un aurait une idée ?

[phuphus]

Par ailleurs, si toutefois quelqu'un pouvait me suggérer d'autres dispositifs d'interférences que je pourrais réaliser modestement (du point de vu de mes moyens financiers et de mes connaissances limitées en optique) ce serait super sympa.

merci

Bonjour,

si par interférences tu veux absolument des alternances de blanc et de noir, là en effet je ne vois pas grand chose à part le Michelson. Si par contre, comme le suggère Xoxopixo, tu es prêt à repasser par du coloré, alors tu peux aussi essayer des systèmes qui vont changer de couleur en fonction de l'angle sous lequel ils sont vus, par interférences. Les bulles de savon ou les tâches d'essence citées par LPFR sont de bons exemples, mais cela n'est peut être pas l'effet recherché. Un rendu un peu plus sympa est obtenu sur les plumes des paons

[Xoxopixo]

Les bulles de savon ou les tâches d'essence citées par LPFR sont de bons exemples, mais cela n'est peut être pas l'effet recherché.

Ou des bicouches membranaires ?
http://fr.wikipedia.org/wiki/Membrane_(biologie)
Artificielles je m'entend.
Deux unicouches d'huile, entre deux plexiglass. ?

[LPFR]

Bonjour Phuphus.

...
si par interférences tu veux absolument des alternances de blanc et de noir, là en effet je ne vois pas grand chose à part le Michelson. ...

Je ne vois pas un Michelson donnant des bandes noires et blanches avec de la lumière blanche. En fait, le résultat du Michelson est le même que celui des bulles de savon à épaisseur variable. On additionne deux faisceaux avec une différence de chemin optique variable.

@Maximator:
On peut faire plus facilement des expériences d'interférence si, au lieu de projecteur les images sur un écran à l'infini, on utilise une lentille et un écran placé dans le plan focal de la lentille. Mais le vrai intérêt de cette manip est d'utiliser sa propre rétine comme écran et la cornée comme lentille. L'inconvénient est que la manip devient un "plaisir solitaire": il n'y a que vous qui profitez.
Comme source d'onde plane, il faut utiliser une lumière brillante lointaine. Les lampadaires et les éclairages de chantier et des gares SNCF sont une bonne source. On peut aussi utiliser une LED vue de quelques mètres.

La première manip facile à faire est celle évoquée par Jeanpaul, de l'utilisation d'un CD comme réseau de diffraction. Mettez une ampoule (clasique, à filament) de lampe de poche et une LED blanche une au dessus de l'autre et regardez leur spectre. On comprend pourquoi l'éclairage avec des LEDs blanches n'est pas approprié pour la photo.

Une autre manip, plus délicate et l'observation du disque d'Airy. Il faut faire un tout petit trou bien rond dans de d'aluminium et regarder une source lointaine à travers ce trou.
L'astuce pour faire le trou dans du papier alu, est de mettre le papier alu entre deux feuilles de papier ordinaire, le tout sur une surface dure (verre, assiette) et de piquer avec une aiguille fine. Le papier du bas sert à limiter la pénétration de l'aiguille. Celui du haut a empêcher de bouger latéralement et faire une déchirure au lieu d'un trou.
Plus le trou sera petit, et plus le disque sera grand (et moins brillant).

On peut aussi regarder les images de diffraction provoquées par des tissus. Cherchez du côté des rideaux et, encore plus fins, du côté de la lingerie féminine (collants, par exemple).
Au revoir.

[phuphus]

Bonjour Phuphus.

Je ne vois pas un Michelson donnant des bandes noires et blanches avec de la lumière blanche. En fait, le résultat du Michelson est le même que celui des bulles de savon à épaisseur variable. On additionne deux faisceaux avec une différence de chemin optique variable.

Bonjour LPFR,

j'avais souvenir d'au moins 3 bandes blanches et noires au centre de la figure lors des TPs Michelson. Mais bon, ça remonte à 15 ans, je préfère vous faire confiance plutôt qu'à ma mémoire.

Une autre possibilité : superposer sur un écran blanc des figures d'interférence à 500nm et 550nm, l'intensité lumineuse du 550nm étant environ 2 fois supérieure à celle du 500nm. Vue par l'oeil humain, la superposition donnera du blanc, et l'on aura donc des figures d'interférence présentant visuellement des alternances blanc / noir.

Je joins une image du dispositif, la bonne superposition étant assurée par le réglage des distances des blocs "source + fentes" par rapport à la lame semi-réfléchissante. Ce que je connais pas : la nature des sources permettant d'avoir une lumière monochromatique à environ 500nm et 550nm... Peut-être juste par un rétroéclairage et des filtres colorés, du type de ceux présents dans les écrans ?

[phuphus]

... petite correction du schéma précédent... Interdit de se moquer !

[maximator52]

merci à tous, vous êtes des types en or.