17. Phénomènes ondulatoires

Les interactions des ondes électromagnétiques génèrent des phénomènes ondulatoires au même titre que toutes les ondes étudiées en physique. Elles peuvent interagir entre elles pour donner des phénomènes d’interférences ou bien avec des objets. S’ils sont de petites tailles, un phénomène de diffraction apparaît. Ce chapitre traite aussi des phénomènes de réseau obtenus lorsque plusieurs objets identiques ayant une périodicité dans l’espace interagissent avec une onde.
Pour exposer le principe des interférences, nous considérons une grandeur variant sinusoïdalement dans le temps et dans l’espace du fait de sa propagation.
Deux sources, fonctionnant à la même fréquence et ayant une relation de phase entre elles, émettent chacune un système d’ondes (figure 17.1). En faisant abstraction des variations d’amplitudes dans l’espace, considérées constantes, les ondes issues de chacune des sources prennent la forme :En tout point de l’espace, les ondes s’additionnent et la grandeur résultante est donnée par :
Soit :
Ce qui s’exprime aussi sous la forme :
Les phases dépendent de la position du point M. En écrivant cette dernière expression sous une autre forme, il est facile de constater que la différence de phase entre les ondes se superposant en M est la grandeur de référence :
La puissance moyenne associée à cette onde est donnée par :
Soit :
Cette expression prouve que la puissance se répartit de façon sinusoïdale en fonction de la différence de phase observée en chaque point (figure 17.2)…