Ressources Pédagogiques >> Optique Physique
Responsable :

Henri Benisty
  

Equipe Pédagogique :
Aliénor De La Gorce
Maxime Perrier
Arnaud Dubois
Xavier Delen
Ilan Shlesinger
Feriel Terras
Baptiste Lecoutre

Licence d'usage :  Contexte académique sans modification

Optique Physique
Fiche descriptive de cours :
Ce cours couvre les Interférences et la Diffraction

Dans les interférences, il introduit les notions de cohérence spatiale et temporelle. Elles sont mises en œuvre dans les interféromètres d'intérêt général : (Fizeau, Michelson, Mach-Zehnder, Sagnac ). Le Fabry-Pérot est davantage étudié comme outil spectroscopique, et pour sa physique en tant que résonateur modèle.
Pour la Diffraction, on part de Huygens-Fresnel (qu'on articule avec le développement en ondes planes de électromagnétisme, cours suivant...), pour introduire la diffraction de Fresnel et de Fraunhofer (à l'infini), ainsi que les zones de Fresnel. Une partie notable du cours est consacrée à l'imagerie cohérente, avec la "FTMC" (fonction de transfert de Modulation Cohérente), et la vision de l'imagerie comme un filtrage spatial, menant à la strioscopie et au contraste de phase. On finit par les réseaux, sujet pas si simple dans la vraie vie, avec des milieux d'indice notamment.

--> Le Poly est en deux chapitres (Interférence et Diffraction), la Partie "Interférence (=Chapitres 1 à 6)" est nouvelle cette année . Je relègue l'ancien poly en bas de page et met le nouveau en haut, avec la date de dernière correction puisqu'il est évolutif. Les figures sont en couleur, la version pdf complète donc bien la version papier.
--> J'utilise pour l'instant les figures brutes en projection, pas de transparent dédiés. Je laisse posté les anciens transparents en les étiquetant comme tels.
--> Le tutorat cherche à être "proactif", présentant en avance des éléments ou notions qui sont traités de façon plus rapide ou sans exemple précis en cours.

==--> Certaines simulations MATLAB que j'utilise en amphi ne sont pas (pas encore) sur ce site (sauf un peu par leur image dans les transparents). Elles me semblent d'intérêt et je ferai des efforts pour les publier... Avoir un Michelson sur son ordinateur avec des miroirs actionnés par la souris, je ne m'en lasse pas encore.

Composition Partie Pédagogique :

(et autres corrigés/TD, voir bandeau gauche "TDs...")
http://anim.institutoptique.fr/ (c) Xavier Délen, IOGS. Young et Michelson. Pour Michelson, on calcule où passe les rayons du point d'écran, ce qui donne un "mixte" angulaire et spatial assez proche de la réalité et sans effet de localisation important (mais plus compliqué que lorsqu'on regarde le plan du coin d'air ou bien à l'infini avec localisation importante...).
Version avec TdM et numérotation "book" (pages impaires pour les débuts de chapitre), différente de la version imprimée (pas de TdM, début chapitre sans page blanche si page paire)
Taille 8.3 Mo (si ça passe)

Version Haute Résol 13 Mo sur demande.
Accès direct à des figures "format original" dans un seul pdf, mais sans légende ni numérotation.

A tester sur smartphone (en orientation horizontale)


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A tester sur smartphone (en orientation horizontale)


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06/ 10 Update /// 4 fichiers zippés, dont Newton. Le "Fizeau" ne marche que sur MATLAB vieux (2007), le ginput semble incompatible avec les allers-retours entre figures dans MATLAB 2015. Pour le "coin d'air", le gros du prog est la mise en place des potentiomètres (uicontrol) et chiffres, les calculs de psositions des sources secondaires puis des champs $1+cos(2 pi p )$ ne prennent que une poignée de lignes vers la fin (l.258-278 dans "..Etendue200..." par exemple)
Programme MATLAB décrivant le balayage de raies très fine par un FP un peu moins fin, soit à angle normal exact, soit en incluant une largeur angulaire (et une convolution correspondante).


Comprend l'insertion sur le développement en Ondes planes (assuré par JJ Greffet ou F Marquier). Ne comprend pas le cours sur les réseaux (slides uniquement... ci-dessus ou dessous)

Ci-dessous les slides des années précédentes

Le début (version 2015-2016)

(la 18 est en double du fichier précédent) Cohérence Temporelle Cohérence pour l'ingénieur (règle des "delta_p") Localisation des franges, division d'amplitude, réflexion de Fresnel, lame à face //.

Lame d'indice, Teintes de Newton, Interf. de Fizeau

Fin des interférences à 2 ondes.

Les sources : en quoi le pouvoir résolvant du FP est-elle adaptée à des sources type lampe spectrale ? La dispersion : comment affecte-t-elle la régularité du peigne de Dirac des résonances ?

(overlap sur le #67 cause chgt version) On se réfère à un cours sur les ondes planes (voir poly) donné par F. Marquier (début décembre 2013) pour justifier rigoureusement le principe de Huygens-Fresnel. Une fois admis, on montre comment on est amené à se servir de la spirale de Cornu pour les cas de base. On introduit la zone de Fresnel. On passe enfin à la diffraction de Fraunhofer.

Transition Fresnel-Fraunhofer pour des répartitions anisotropes (allongées). Diffraction de Fraunhofer pour conjugaison quelconque ; montage de double diffraction; Imagerie cohérente. Image comme convolution. Définition d'une FTMC, FTMC liée à un point de la pupille - est-ce bien raisonnable ? Le grand diagramme croisé. Imagerie cohérente (applications) L'apodisation Les exemples de strioscopie Le contraste de phase (Zernike et pas Nomarski) Le détramage

Réseaux, conservation de k// à G=K*(2pi/période) près. Diagramme donnant la notion de coupure. Autre régimes de diffraction (en volume) exemples de réseaux courbes, optique intégrée réseaux multidimensionnels (insectes !)

Dans les lasers et les LEDs, dans les "phasars" notamment.



On m'a signalé que l'an dernier, un document semblable avait été jugé utile. J'ai laissé explicite une petite partie des réponses de la fin, pour vous mettre sur la piste, si vous vouliez vous y remettre, par exemple, ou pour comprendre où en sont vos connaissances par rapport à la démarche proposée...



Interférences à deux ondes et à N ondes

Pour commenter les transparents et compléter l'info, j'utilise les notes ci-dessous pour ajouter des informations au tableau. C'est en gros la trame de ce que vous auriez en faisant vos propres notes.



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