Biprisme de Fresnel
Le biprisme de Fresnel est une expérience menée par Augustin Fresnel pour générer deux sources cohérentes entre elles. Le biprisme est composé de deux prismes de géométrie et d'indice de réfraction identique. Leur angle au sommet est très faible et les deux prismes sont juxtaposés par leur petite base formant ainsi un unique prisme dont la base triangulaire est un triangle isocèle dont l'angle au sommet est très obtus.
Historique
[modifier | modifier le code]Cette expérience a été réalisée à l'époque de la découverte des interférences par Thomas Young. Les critiques de la théorie de Young et son expérience des fentes de Young amenèrent Fresnel à chercher des expérimentations permettant de prouver l'existence des interférences. Il créa alors l'expérience du biprisme et des deux miroirs de Fresnel, dont le principe est similaire à celui du biprisme mais emploie la réflexion sur des miroirs plutôt que la réfraction[1].
Dispositif expérimental
[modifier | modifier le code]Le biprisme est éclairé par une source monochromatique ponctuelle tombant sur l'arête faisant axe de symétrie du biprisme. Chacune des faces de part et d'autre de cette arête produit une image virtuelle de la source d'origine. Ces deux images sont décalées entre elles de , où n est l'indice du verre, A l'angle au sommet très faible, dS la distance de la source au biprisme[2]. Ces deux sources sont cohérentes et peuvent interférer[3].
Ce dispositif est très similaire au dispositif des bilentilles de Billet où deux demi-lentilles convergentes sont décalées latéralement pour obtenir des interférences[2],[4], il est aussi semblable au dispositif des miroirs de Fresnel, autre expérience destinée à mettre en évidence le phénomène d'interférence mais cette fois en s'affranchissant de la réfraction[5]. Ces expériences relèvent chacune du même type de dispositif interférentiel que les fentes de Young, les dispositifs à division du front d'onde[6].
Interférences
[modifier | modifier le code]Les deux sources virtuelles interfèrent et peuvent former une figure d'interférence dans une zone de largeur angulaire , où est l'indice du verre du biprisme et l'angle aigu de chaque petit prisme. L'interfrange de la figure est telle que suit :
- ,
où D est la distance entre la source d'origine et l'oculaire pour l'observation et 2d la distance entre les deux sources virtuelles images de la source d'origine[7].
La figure d'interférence observée est composée de franges droites situées dans l'axe du sommet du biprisme[8].
Notes et références
[modifier | modifier le code]- Jha 2009, p. 16
- Taillet 2006, p. 58
- Srivastava et Yadav 2006, p. 38
- //books.google.com/books?id=9XaZZnjcyvcC&pg=PA572
- Taillet 2006, p. 59
- Taillet, Febvre et Villain 2009, p. 171
- Srivastava et Yadav 2006, p. 43
- Taillet 2006, p. 68
Bibliographie
[modifier | modifier le code]- Richard Taillet, Optique physique : Propagation de la lumière, Bruxelles/Paris, De Boeck, coll. « LMD Physique », , 1re éd., 323 p. (ISBN 978-2-8041-5036-5, présentation en ligne, lire en ligne)
- Richard Taillet, Pascal Febvre et Loïc Villain, Dictionnaire de physique, Bruxelles/Paris, De Boeck, coll. « Physique générale », , 2e éd., 754 p. (ISBN 978-2-8041-0248-7, présentation en ligne)
- (en) A. K. Jha, A textbook of applied physics, vol. 1, New Delhi, I. K. International publishing house, , 395 p. (ISBN 978-93-80026-77-0, présentation en ligne)
- (en) S. K. Srivastava et R. A. Yadav, Engineering Physics Theory And Experiments, New Delhi, New Age International, , 4e éd., 380 p. (ISBN 81-224-1761-2, lire en ligne)
Voir aussi
[modifier | modifier le code]- Biprisme à électrons : un dispositif de principe identique, inspiré par le biprisme de Fresnel, et utilisé en optique des particules chargées
D'autres dispositifs à division du front d'onde :
D'autres types de prismes :
