Diffraction par une fente : origines et simulation

[invite75fb8b4d]

Bonjour à tous,

J'ai toujours été un peu intrigué par le phénomène de diffraction, et plus particulièrement son origine physique. J'ai posé plusieurs fois par ci par là des questions à mes profs, mais étant non spécialistes, ils n'ont jamais su me donner de réponse satisfaisante.
En en discutant avec ma copine, il nous est venu l'idée de modéliser "statistiquement" le phénomène. En gros, nous avions vu dans nos lointaines années de prépa que chaque point d'une ouverture agissait comme une nouvelle source ponctuelle.
Pour ce faire, on a pris un certain nombre de "particules" que nous avons envoyé dans une ouverture. Au niveau de l'ouverture, la "particule" repart avec un angle aléatoire, choisi uniformément entre -Pi/2 et Pi/2. Nous avons ensuite regardé l'impact des particules sur un plan parallèle à la fente. En répétant avec plusieurs plans, on obtient le graphe 3D joint.

On observe bien un élargissement du faisceau inversement proportionnel à la largeur de la fente.
Cependant, nous ne sommes pas très sur de la justesse de la modélisation, notamment à cause du fait que la longueur d'onde n'intervienne pas. Que pensez-vous de la démarche et du résultat ? Le code Matlab et le .fig peuvent être fournis si désirés.

Cordialement

Simon
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[doul11]

Bonsoir,

Je ne comprends pas : vous essayez de simuler un comportement ondulatoire a partir de statistiques sur une particule ?

http://fr.wikipedia.org/wiki/Diffraction_par_une_fente

[invite75fb8b4d]

Bonsoir et merci pour la réponse,

En effet l'approche semble assez étrange.
Merci pour la page wikipédia, mais ce sont des calculs que nous n'avons fait que trop souvent. L'idée était justement d'essayer de comprendre d'où venait "corpusculairement" le phénomène de diffraction, pas d'écrire l'intégrale correspondant à la somme des "sources secondaires" au niveau de la fente.
Nous essayions justement de transposer cette idée de source secondaire en mouvement rectiligne dans une direction aléatoire. Peut être est-ce quelque chose de totalement absurde, nous sommes loin d'être des spécialistes en la matière, ayant fait très très peu de physique statistique et quantique. Nous avons d'ailleurs du mal à comprendre d'où vient la notion d'interférence avec ce modèle et comment l'introduire. De plus, autre chose qui nous semble étrange, nous ne retrouvons pas de profil en sinus cardinal, mais plutôt "gaussien" (ou besselien, ou que sais-je).

[doul11]

C'est justement le problème avec une approche corpusculaire vous ne retrouverez pas le phénomène d’interférences, typique du comportement ondulatoire.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite50625854]

Bonjour,

Surement un peu bete, mais si vous souhaite garder l image de petite "billes de lumiere" qui partent dans tous les sens, il vous faudra leur "attachee" une petite horloge,
qui tourne a vitesse constante.

Enregistrer la position de l aiguille, qui dependendra de la distance point fente, point ecran (modulo la longueur d onde=distance parcouru pour que horloge fasse un tour)

Faire cela pour avoir suffisament de donnee (une 20aine) dans chaque cellule echantillonnee de l ecran, et additionner les l horloge (comme des petit vecteurs), et affiche le module de la somme.

Je pense que vous retrouverez la figure obtenu par le calcul de diffraction habituel.

C est l image que donne Feymann dans son livre "lumiere matiere une etrange histoire", chaque photon est une petite horloge, dont la vitesse de rotation correspond a la longueur d onde...

Surement pas clair tout ca, mais si vous le faite pas, c est normal de pas obtenir la tache de diffraction.

Apres meme si vous lancez qu un seul photon, c est la meme chose avec le principe d integrale des chemins, qui vous donneras la probabilite en chaque point de l ecran d observer le photon (ce sera aussi la figure d interference)...

Pas sur que tout ca permette de saisir "physiquement" la diffraction, mais c est comme qu il faut proceder en vision corpusculaire.

Si le but est de comprendre la diffraction physiquement, le mieu reste une description ondulatoire de la lumiere.

Bon courage,