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Leçon de physique n°36 (agrégation 2011) :
Interféromètres à division d'amplitude. Applications.

Transcription des notes manuscrites de préparation à l'agrégation. Le document est un plan succinct : télécharger la leçon manuscrite (PDF, 2 pages).

Interféromètre de Michelson

Historique

Fin du XIX^e siècle : invariance de la vitesse de la lumière.

Schéma de principe

Source, séparatrice, miroirs M₁ et M₂, écran ; projection : lame d'air si M₁ ∥ M₂, coin d'air sinon.

Utilisation en lame d'air

Différence de marche \(\delta = 2e\cos i\) : \(I = \mathcal{E}\mathcal{E}^* = 2I_0\left(1 + \cos\dfrac{2\pi\delta}{\lambda}\right)\).

Propriétés

Invariance autour de Oz : anneaux ; image à l'infini ; frange centrale quelconque ; plus de problème de cohérence spatiale ; anneaux : ordre n de l'anneau, \(\rho_n\) augmente quand e diminue.

Application à la spectroscopie interférentielle

Lampe émettant λ₁ et λ₂, sommés de manière incohérente : \(I = I(\lambda_1) + I(\lambda_2) = 2I_0 + \cos(\dots\nu_1) + \cos(\dots\nu_2) \propto \cos(\nu_1 - \nu_2)\cos(\nu_1 + \nu_2)\) : brouillage des anneaux, d'où Δν et ν₀ : du macroscopique au microscopique.

Interféromètre de Fabry-Pérot

• Historique : interféromètre de haute précision (spectre solaire).
• Principe : interférences à N ondes, coefficient de réflexion d'environ 95 % : \(\mathcal{E} = \mathcal{E}_0T(1 + R^2e^{2\pi\dots} + \dots)\), \(I = \dfrac{I_0T^4}{(1 - R^2)\left(1 + M\sin^2\dfrac{\pi\varphi}{\lambda}\right)}\) : pics fins.
• Propriétés : pouvoir de résolution.
• Application : filtre interférentiel.

Conclusion

Virgo ; mesures de distances et d'indices.

Bibliographie

• Pérez, Optique
• Tec & Doc, PC-PC*
• Problème d'agrégation