Cohérence en optique
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Cohérence en optique



  1. #1
    Freezy2211

    Cohérence en optique


    ------

    Bonjour, selon moi (je me trompe peut-être), pour faire simple, les atomes émettent des trains d'ondes dans l'espace de façon isotrope, ces trains sont polarisés mais chaque train d'onde a une polarisation aléatoire. Aussi, chaque train est émis à des instants aléatoires.

    On se donne deux sources S1 et S2 dans l'espace, d'intensités respectives I1 et I2.
    Pour faire interférer ses sources en M, ie observer une intensité lumineuse différente de I1+I2, il faut que les trains d'ondes de S1 et S2 qui interfèrent en M à chaque instant soient de même fréquence et aient une différence de phase constante. Ceci impose que deux paquets d'ondes qui collisionne proviennent en fait d'un même paquet d'onde car autrement, comment faire pour qu'ils aient constamment la même différence de phase.

    On doit donc diviser des paquets d'ondes (il y a toujours un problème de cohérence temporelle parce qu'il ne faut pas qu'un paquet arrive bien avant l'autre sinon ils ne se croisent pas).

    Ce qui m'interroge ici c'est la définition exacte de sources cohérentes. J'ai envie de dire que deux sources sont cohérentes si justement elles émettent les mêmes paquets d'ondes (pas forcément au même moment, avec la même amplitude ou la même phase), si elles font interférer des mêmes "entités".

    Or, si je vous dis que deux sources S1 et S2 sont cohérentes et que je vous demande de me calculer l'intensité en M vous allez juste calculer la différence de chemin optique en prenant éventuellement en compte des intensités différentes (comment faire avec moins d'informations d'ailleurs). Mais c'est assez restrictif comme définition car le même train d'onde peut déjà être déphasé en S1 et en S2.

    Je me dis que c'est peut-être un abus de langage mais je veux avoir la conscience tranquille.

    PS : L'émission d'un photon par un atome se fait-elle de façon sphérique ? Sinon, je vois mal comment découper un train d'onde.

    Merci.

    -----

  2. #2
    Freezy2211

    Re : Cohérence en optique

    PS : L'aspect corpusculaire répond à mon ancien PS... (je pense qu'avec la dualité onde - corpusculaire j'ai le droit de tout faire sans scrupule à mon niveau (qui est pas très élevé donc))
    Dernière modification par Freezy2211 ; 25/08/2023 à 19h32.

  3. #3
    gts2

    Re : Cohérence en optique

    Bonjour,

    Remarque préalable : le modèle des trains d'onde est un modèle simple pour introduire les problèmes de cohérence, il ne faut pas essayer de lui en faire dire plus.

    La définition de sources cohérentes c'est qu'elles peuvent donner des interférences. Votre traduction en terme de train est correcte.

    Je suppose que vous avez vu qu'en pratique, la méthode de fabrication de S1S2 cohérentes est de partir d'une seule source S. Et donc la différence de chemin à calculer est (S S1 M)-(S S2 M). Le déphasage S1/S2 est donné (éventuellement implicitement) par (S S1)-(S S2).

  4. #4
    coussin

    Re : Cohérence en optique

    Y a-t-il une question dans votre message ? Je ne suis pas sûr...
    Est-ce que vous vous demandez comment obtenir des sources cohérentes ?

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Freezy2211

    Re : Cohérence en optique

    Merci pour vos réponses. Je me demande aussi comment peut-on diviser une source. Par exemple, dans un montage de Fraunhofer avec un réseau, je vois mal comment on s'arrange pour subdiviser un train d'onde (qui me semble s'apparenter à un photon) de sorte que celui traverse chaque fente du réseau. A la base, on a juste une source dans le foyer objet d'une lentille et le photon part dans une seule direction, il ne s'étale pas sur la lentille. Ca voudrait dire que partant de la source, parmi tout les trains d'onde émis qui vont frapper la lentille (à chaque point de la lentille correspond un train d'onde), ils se ressemblent tous assez pour faire des interférences. J'aurais eu envie de dire que le train d'onde est sphérique mais bon...

  7. #6
    gts2

    Re : Cohérence en optique

    Ici vous faites de l'optique classique, on raisonne en onde (tant qu'on ne parle pas de polarisation on n'a même pas besoin de em) pas en photon.

    Un train d'onde n'est pas un photon, c'est une traduction simple de la longueur de cohérence.

    Raisonnez en photon vous oblige à raisonner de manière quantique, et là un photon unique peut donner des interférences et donc passer par toutes les fente à la fois.

    Pourquoi un train d'onde serait-il sphérique : le faisceau lumineux qui sort d'un laser n'est pas spécialement à symétrie sphérique.

  8. #7
    Freezy2211

    Re : Cohérence en optique

    Oui c'est bien ça qui me posait problème parce que je ne comprenais pas comment un même train d'onde pouvait s'étaler sur toute la surface de la lentille pour passer en même temps par toutes les fentes du réseau ? Mais en fait oui ça doit être quantique mais je n'ai que très peu de connaissances...

    D'ailleurs un train d'onde serait un paquet de photons (avec globalement tous la même énergie) pour rectifier ?
    Dernière modification par Freezy2211 ; 25/08/2023 à 20h20.

  9. #8
    gts2

    Re : Cohérence en optique

    Le lien entre photon et optique ondulatoire n'est pas simple.

    Il y a des liens entre les paramètres : par ex. dans un cas idéal, la durée du train d'onde est égal à la durée de vie du niveau excité correspondant.
    Mais le passage d'un domaine à l'autre n'est pas trivial.

  10. #9
    Freezy2211

    Re : Cohérence en optique

    Merci pour votre aide, j'ai regardé une vidéo de quantique sur ce sujet ça m'a enlevé plein de fausses visions.

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