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Claude Meny 6 years ago
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dd9f2965b2
  1. 27
      01.curriculum/01.physics-chemistry-biology/04.Niv4/04.electromagnetism/interferences-diffraction/interference-diffraction-main/textbook.fr.md

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01.curriculum/01.physics-chemistry-biology/04.Niv4/04.electromagnetism/interferences-diffraction/interference-diffraction-main/textbook.fr.md

@ -621,22 +621,24 @@ qui fait apparaître la **fonction sinus cardinal**, notée **$`sinc\;u`$** et d
**$`sinc\;u = \dfrac{sin\;u}{u}`$**.
L'*intensité diffractée à l'infini* en direction du vecteur unitaire $`\overrightarrow{u}`$, faisant un angle $`\theta`$ par rapport à l'axe $`O`$ est alors (*à un facteur multiplicatif près*) :
L'*intensité diffractée à l'infini* en direction du vecteur unitaire $`\overrightarrow{u}`$,
faisant un angle $`\theta`$ par rapport à l'axe $`O`$ est alors (*à un facteur multiplicatif près*) :
**$`I=x_0^2\cdot \dfrac{sin^2\,\left( \dfrac{\pi\,u_x\,x_0}{\lambda} \right)}{\left( \dfrac{\pi\,u_x\,x_0}{\lambda} \right)^2}`$$`\quad=x_0^2\cdot sinc^2\left( \dfrac{\pi\,u_x\,x_0}{\lambda} \right)`$**
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Je souhaite exprimer l'intensité diffractée à l'infini en fonction de l'angle $`\theta`$ qui caractérise mieux visuellement la direction d'observation dans cette étude 2D
Je souhaite exprimer l'intensité diffractée à l'infini en fonction de l'angle $`\theta`$
qui caractérise mieux visuellement la direction d'observation dans cette étude 2D.
![](diffraction-aperture-1D-Fraunhofer-infinity.jpg)
![Figure diffraction-aperture-1D-Fraunhofer-infinity.jpg](diffraction-aperture-1D-Fraunhofer-infinity.jpg)
Je remarque que
$` \overrightarrow{u}=u_x\cdot\overrightarrow{e_x}\;+\; u_z\cdot\overrightarrow{e_z}`$
$`=\;sin\,\theta\cdot\overrightarrow{e_x}\;+\;cos\,\theta\cdot\overrightarrow{e_z}`$
et l'intensité diffractée à l'infini se réécrit
ainsi l'intensité diffractée à l'infini se réécrit
$`I(\theta)=x_0^2\cdot \dfrac{sin^2\,\left( \dfrac{\pi\,x_0\,sin\,\theta}{\lambda} \right)}{\left( \dfrac{\pi\,x_0\,sin\,\theta}{\lambda} \right)^2}`$$`\quad=x_0^2\cdot sinc^2\left( \dfrac{\pi\,x_0\,sin\,\theta}{\lambda} \right)`$
@ -644,11 +646,13 @@ $`I(\theta)=x_0^2\cdot \dfrac{sin^2\,\left( \dfrac{\pi\,x_0\,sin\,\theta}{\lambd
---------------------------------
J'observe maintenant la figure de diffraction à l'infini dans le plan focal image d'une lentille convergente.
J'observe maintenant la figure de diffraction à l'infini dans le plan focal image d'une
lentille convergente.
![](diffraction-aperture-1D-Fraunhofer-image-focal-plane-convergent-lens.jpg)
![diffraction-aperture-1D-Fraunhofer-image-focal-plane-convergent-lens.jpg](diffraction-aperture-1D-Fraunhofer-image-focal-plane-convergent-lens.jpg)
J'utilise la lentille de distance focale image $`f'`$ dans les conditions de Gauss. Je choisis un repère de l'espace $`(S, \overrightarrow{e_X}, \overrightarrow{e_Z})`$ tel que
J'utilise la lentille de distance focale image $`f'`$ dans les conditions de Gauss.
Je choisis un repère de l'espace $`(S, \overrightarrow{e_X}, \overrightarrow{e_Z})`$ tel que
* $`\overrightarrow{e_X}= \overrightarrow{e_x}\quad`$ et $`\quad\overrightarrow{e_Z}= \overrightarrow{e_z}`$
@ -656,16 +660,19 @@ J'utilise la lentille de distance focale image $`f'`$ dans les conditions de Gau
La lentille est centré en $`S`$ et l'axe $`Oz`$ est son axe optique.
Les lois de l'optique géométrique me disent que l'onde diffractée observée à l'infini dans la direction donnée par l'angle $`\theta`$ convergera en un point se coordonnée $`X=f'\cdot \theta`$.
Les lois de l'optique des rayons dans l'approximation paraxiale (optique gaussienne) me disent
que l'onde diffractée observée à l'infini dans la direction donnée par l'angle $`\theta`$ convergera
en un point se coordonnée $`X=f'\cdot \theta`$.
! *RAPPEL :*
!
! L'expression géométrique exacte est $`X=f'\cdot tan \,\theta`$, mais dans les conditions de Gauss, l'angle $`\theta`$ reste petit, et les approximations utilisées en optique géométrique <br>
! L'expression géométrique exacte est $`X=f'\cdot tan \,\theta`$, mais dans les conditions de l'optique paraxiale (conditions de Gauss), l'angle $`\theta`$ reste petit, et les approximations utilisées en optique paraxiale <br>
! $`\quad\theta\;\simeq\;sin\,\theta\;\simeq\;tan\,\theta\quad`$ lorsque $`\theta`$ est exprimé en radians, <br>
! sont alors valables.
!
L'intensité observée au point de coordonnée $`X`$ est l'intensité diffractée à l'infini (à un facteur près) par la pupille dans la direction $`\theta`$ , et sont expression est
L'intensité observée au point de coordonnée $`X`$ est l'intensité diffractée à l'infini
(à un facteur près) par la pupille dans la direction $`\theta`$ , et son expression est
$`I(X)=x_0^2\cdot \dfrac{sin^2\,\left( \dfrac{\pi\,x_0\,X}{\lambda\,f'} \right)}{\left( \dfrac{\pi\,x_0\,X}{\lambda\,f'} \right)^2}`$$`\quad=x_0^2\cdot sinc^2\left( \dfrac{\pi\,x_0\,X}{\lambda\,f'} \right)`$

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