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--> diffraction
--> divergence
--> dorsale
--> diffusion
| METEO FRANCE - diffraction
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Niveau d'explication :
Lorsqu'un faisceau de lumière rencontre un objet
constituant une ouverture ou un obstacle dont les
dimensions sont du même ordre de grandeur que les
longueurs d'onde des rayonnements qui composent ce
faisceau, la projection de celui-ci sur un écran
placé derrière l'objet n'obéit plus aux règles
géométriques simples de dessin d'une ombre portée,
mais met en évidence une déviation et une
redistribution des parcours des rayons lumineux :
c'est le phénomène de diffraction de la lumière
(et plus généralement des rayonnements
électromagnétiques ). Ainsi, un faisceau
traversant un diaphragme excessivement étroit ne
se projettera plus ensuite comme une tache
lumineuse, mais comme une série d'anneaux
concentriques alternativement sombres et brillants
appelés anneaux d'Airy , du nom d'un astronome
anglais, sir George Biddell Airy (1801-1892) ; de
même, si un faisceau rencontre un objet opaque au
bord rectiligne, son parcours s'infléchira en
dessinant ensuite sur l'écran des bandes
alternativement sombres et brillantes, parallèles
à ce bord et appelées des franges .
Le physicien français Augustin Fresnel (1788-1827)
a le premier expliqué ce phénomène de diffraction
en supposant que la propagation de la lumière
était de nature ondulatoire : alors, l' onde
lumineuse contournant un obstacle se comporte
comme un ensemble de petites sources lumineuses
situées sur la même surface d'onde et donc vibrant
chacune de la même manière, de sorte que leurs
effets peuvent tantôt s'annuler, tantôt se cumuler
suivant la position du point qu'elles éclairent
après l'objet. Cette capacité des oscillations
synchrones à se compenser ou à s'additionner
suivant la position du point où elles parviennent
n'est d'ailleurs pas spécifique des rayonnements
électromagnétiques et se retrouve dans tous les
types de propagation ondulatoire — par exemple les
ondes acoustiques, la houle ... — , où elle
constitue un exemple du phénomène général
d'interférence entre une onde et elle-même ou
entre plusieurs ondes.
Les milieux composés de très petites particules
flottant dans l' atmosphère — nuages de
gouttelettes ou de cristaux de glace, aérosols de
cendres volcaniques... — engendrent fréquemment
des phénomènes optiques par diffraction dans ces
milieux de la lumière solaire ou lunaire ; outre
les couronnes (dont le premier anneau extérieur va
parfois jusqu'à dessiner nettement une auréole
brun rouge), il est ainsi possible de citer :
les nuages irisés que le Soleil illumine de taches
ou de franges vertes et rouges. Ces nuages de
glace — altocumulus ou cirrocumulus (souvent
lenticulaires), cirrostratus , nuages annexes de
cumulus — ont une altitude élevée et se forment
dans des zones d' ascendance convective ;
les gloires constituant une série d'anneaux
faiblement colorés autour de l'ombre portée de
l'observateur (son "spectre") ou de son
environnement immédiat (l'avion où il se trouve,
un objet élevé sur un sommet...) sur un nuage
d'eau liquide ou un brouillard . Ces phénomènes
apparaissent dans la direction exactement opposée
à celle du Soleil par rapport à l'observateur ;
les arcs surnuméraires accompagnant un arc-en-ciel
, où ils sont surtout visibles sous le sommet de
l' arc-en-ciel principal .
Droits de reproduction et de diffusion réservés METEO FRANCE 2003 |
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