Interference · Interférence
| English | Français |
|---|---|
| interference/ˌɪntəˈfɪərəns/ | ingérence |
| coherent/kəʊˈhɪərənt/ | cohérente |
| constructive/kənˈstrʌktɪv/ | constructif |
| destructive/dɪˈstrʌktɪv/ | destructif |
| fringe/frɪndʒ/ | frange |
| path difference/pæθ ˈdɪfrəns/ | différence de marche |
| antiphase/ˌæntɪˈfeɪz/ | en opposition de phase |
| double slit/ˈdʌbl slɪt/ | double fente |
Two stones in a pond
- Drop two stones together and the ripples cross, making a steady criss-cross pattern.
- Some places churn; others stay almost still.
- This is interference 干涉 — superposition from two sources.
Deux pierres dans un étang
- Déposer deux pierres ensemble et les ondulations se croisent, formant un motif stable en damier.
- Certains endroits turbulents ; d'autres restent presque immobiles.
- C'est l'interférence 干涉 — superposition provenant de deux sources.
What interference is
- Two coherent 相干 waves overlap to give a fixed pattern.
- Bright (constructive 相长) where they add; dark (destructive 相消) where they cancel.
Two-source interference in a ripple tank: circular waves overlap to give lines of cancellation
Ce qu'est l'interférence
- Deux ondes cohérentes 相干 se chevauchent pour donner un motif fixe.
- Clair (constructif 相长) là où elles s'additionnent ; sombre (destructif 相消) là où elles s'annulent.
Interférence à deux sources dans un bac à ondulations : des ondes circulaires se chevauchent pour donner des lignes d'annulation
Interference · Interférence
y = y₁ + y₂
In phase → constructive · constructif (bright/loud); antiphase → destructive · destructif (dark/quiet). · En phase → constructive · constructif (lumineux/sonore) ; en opposition de phase → destructive · destructif (sombre/silencieux).
Coherence
- Two sources are coherent if they keep a constant phase difference (same frequency).
- Two separate lamps are not coherent — their phases jump randomly, so any pattern flickers away.
The colours on a soap bubble come from interference of light
Cohérence
- Deux sources sont cohérentes si elles maintiennent une différence de phase constante (même fréquence).
- Deux lampes séparées ne sont pas cohérentes — leurs phases sautent aléatoirement, donc tout motif s'efface par clignotement.
Les couleurs sur une bulle de savon proviennent de l'interférence de la lumière
Two coherent sources have: · Deux sources cohérentes possèdent :
Coherence means a constant phase difference (and so the same frequency) — needed for a steady pattern. · La cohérence signifie une différence de phase constante (et donc la même fréquence) — nécessaire pour obtenir un motif stable.
Two separate lamps make a steady, visible interference pattern. · Deux lampes distinctes forment un motif d'interférence stable et visible.
No — their phase difference changes randomly, so any pattern flickers too fast to see. · Non — leur différence de phase change aléatoirement, donc tout motif clignote trop vite pour être vu.
Coherent sources have a ____ phase difference, and therefore the same frequency. · Les sources cohérentes ont une différence de phase ____ et, par conséquent, la même fréquence.
Constant, not zero. Two sources permanently out of step by a quarter cycle are still coherent, and "in phase" is the wrong word here. · Constante, pas nulle. Deux sources déphasées définitivement d'un quart de cycle sont toujours cohérentes, et « en phase » est le mauvais terme ici.
Path difference 路程差
- Constructive: path difference $= n\lambda$ (a whole number of wavelengths) — the waves arrive in phase.
- Destructive: path difference $= \left(n + \tfrac{1}{2}\right)\lambda$ — the waves arrive in antiphase 反相.
Two coherent sources give lines of maximum displacement where crests meet crests
Différence de marche 路程差
- Constructive : différence de marche $= n\lambda$ (un nombre entier de longueurs d'onde) — les ondes arrivent en phase.
- Destructive : différence de marche $= \left(n + \tfrac{1}{2}\right)\lambda$ — les ondes arrivent en antiphase 反相.
Deux sources cohérentes donnent des lignes de déplacement maximal où les crêtes se rencontrent
Constructive interference happens when the path difference is: · L'interférence constructive se produit lorsque la différence de marche est :
$\Delta x = n\lambda$ → crests arrive together → they add. $(n+\tfrac{1}{2})\lambda$ gives cancellation. · $\Delta x = n\lambda$ → les crêtes arrivent ensemble → elles s'additionnent. $(n+\tfrac{1}{2})\lambda$ donne une annulation.
Destructive interference happens when the path difference is a whole number plus a ____ of a wavelength. · L'interférence destructive se produit lorsque la différence de marche est un nombre entier plus une ____ de longueur d'onde.
$\Delta x = \left(n + \tfrac{1}{2}\right)\lambda$ — a crest meets a trough, so they cancel. · $\Delta x = \left(n + \tfrac{1}{2}\right)\lambda$ — une crête rencontre un creux, donc ils s'annulent.
Explaining the pattern in exam words
- Four marks, four sentences. 1. The two slits act as coherent sources (constant phase difference), because the same wave reaches both.
- 2. The waves from the two slits overlap and superpose.
- 3. Where the path difference is a whole number of wavelengths the waves arrive in phase → constructive interference → a bright fringe.
- 4. Where it is an odd number of half-wavelengths they arrive in antiphase → destructive → a dark fringe.
Expliquer le motif avec les mots de l'examen
- Quatre points, quatre phrases. 1. Les deux fentes agissent comme des sources cohérentes (différence de phase constante), car la même onde atteint les deux.
- 2. Les ondes provenant des deux fentes se superposent et interfèrent.
- 3. Là où la différence de marche est un nombre entier de longueurs d'onde, les ondes arrivent en phase → interférence constructive → une frange brillante.
- 4. Là où c'est un nombre impair de demi-longueurs d'onde, elles arrivent en antiphase → destructive → une frange sombre.
Put the steps of the explanation of a double-slit pattern in order. · Mettez les étapes de l'explication d'un motif à double fente dans l'ordre.
Coherence first, then superposition, then the two path-difference conditions — each is a separate mark. · D'abord la cohérence, puis la superposition, ensuite les deux conditions de différence de marche — chacune vaut une marque séparée.
Young's double slit 双缝
- One source lights two slits, so they act as coherent sources.
- Fringe 条纹 spacing $x = \dfrac{\lambda D}{a}$ ($a$ = slit gap, $D$ = distance to screen).
Double fente de Young 双缝
- Une source éclaire deux fentes, donc elles agissent comme des sources cohérentes.
- Espacement des fringes 条纹间距 $x = \dfrac{\lambda D}{a}$ ($a$ = écart entre les fentes, $D$ = distance à l'écran).
Light of wavelength $600\ \text{nm}$ passes through slits $1.0\ \text{mm}$ apart onto a screen $2.0\ \text{m}$ away. Find the fringe spacing, in mm. · Une lumière de longueur d'onde $600\ \text{nm}$ traverse des fentes espacées de $1.0\ \text{mm}$ jusqu'à un écran situé à $2.0\ \text{m}$. Trouvez l'espacement des franges, en mm.
$x = \dfrac{\lambda D}{a} = \dfrac{600 \times 10^{-9} \times 2.0}{1.0 \times 10^{-3}} = 1.2 \times 10^{-3}\ \text{m} = 1.2\ \text{mm}$.
Which changes increase the fringe spacing in a double-slit experiment? Select all · tout that apply. · Quels changements augmentent l'espacement des franges dans une expérience à double fente ? Sélectionnez toutes les réponses applicables.
x = lambda D / a has no brightness in it. A brighter source gives brighter fringes in the same places, which is a favourite distractor. · x = lambda D / a ne contient aucune intensité lumineuse. Une source plus brillante donne des franges plus brillantes aux mêmes endroits, c'est un piège fréquent.
Changing the fringe spacing
- From $x = \dfrac{\lambda D}{a}$: closer fringes need bigger $a$, smaller $D$, or shorter $\lambda$.
- Bluer light gives tighter fringes than red.
Changer l'espacement des fringes
- D'après $x = \dfrac{\lambda D}{a}$ : des fringes plus rapprochées nécessitent un grand $a$, un petit $D$, ou un $\lambda$ plus court.
- La lumière bleue donne des fringes plus serrées que la rouge.
Select all · tout the changes that make the fringes closer together. · Sélectionnez toutes les modifications qui rapprochent les franges.
From $x = \dfrac{\lambda D}{a}$: smaller $x$ needs a bigger $a$, a smaller $D$, or a shorter $\lambda$. · De $x = \dfrac{\lambda D}{a}$ : un $x$ plus petit nécessite un $a$ plus grand, un $D$ plus petit, ou un $\lambda$ plus court.
Two slits 0.50 mm apart are lit by 600 nm light, with a screen 2.0 m away. What is the fringe spacing, in mm? · Deux fentes 0.50 mm séparées sont éclairées par une lumière de 600 nm, avec un écran situé à 2.0 m. Quelle est la largeur des franges, en mm ?
x = lambda D/a = (600e-9)(2.0)/(0.50e-3) = 2.4e-3 m. Convert both the wavelength and the slit separation to metres before dividing. · x = lambda D/a = (600e-9)(2.0)/(0.50e-3) = 2.4e-3 m. Convertissez à la fois la longueur d'onde et l'espacement des fentes en mètres avant de diviser.
Worked example: from fringes to a frequency
A laser lights a double slit of separation $0.16\ \text{mm}$; the screen is $1.2\ \text{m}$ away. The distance from the centre of the first dark fringe to the centre of the ninth is $3.2\ \text{cm}$. Find the wavelength and the frequency of the light.
- Count the gaps: first to ninth is eight spacings, so $x = \dfrac{3.2}{8} = 0.40\ \text{cm} = 4.0 \times 10^{-3}\ \text{m}$.
- Wavelength: $\lambda = \dfrac{xa}{D} = \dfrac{(4.0 \times 10^{-3})(0.16 \times 10^{-3})}{1.2} = 5.3 \times 10^{-7}\ \text{m}$ — green light.
- Frequency: $f = \dfrac{c}{\lambda} = \dfrac{3.00 \times 10^{8}}{5.3 \times 10^{-7}} = 5.6 \times 10^{14}\ \text{Hz}$.
- Check: dark fringes are spaced the same as bright ones, so either kind gives $x$. Dividing by nine instead of eight is the usual slip.
Exemple résolu : des fringes vers une fréquence
Un laser éclaire une double fente de séparation $0.16\ \text{mm}$ ; l'écran est à $1.2\ \text{m}$ de distance. La distance du centre de la première frange sombre au centre de la neuvième est $3.2\ \text{cm}$. Trouver la longueur d'onde et la fréquence de la lumière.
- Compter les intervalles : du premier au neuvième font huit espacements, donc $x = \dfrac{3.2}{8} = 0.40\ \text{cm} = 4.0 \times 10^{-3}\ \text{m}$.
- Longueur d'onde : $\lambda = \dfrac{xa}{D} = \dfrac{(4.0 \times 10^{-3})(0.16 \times 10^{-3})}{1.2} = 5.3 \times 10^{-7}\ \text{m}$ — lumière verte.
- Fréquence : $f = \dfrac{c}{\lambda} = \dfrac{3.00 \times 10^{8}}{5.3 \times 10^{-7}} = 5.6 \times 10^{14}\ \text{Hz}$.
- Vérification : les franges sombres sont espacées comme les brillantes, donc n'importe laquelle donne $x$. Diviser par neuf au lieu de huit est l'erreur classique.
In a double-slit pattern the centres of the first and sixth dark fringes are $2.0\ \text{cm}$ apart. What is the fringe spacing, in mm? · Dans un motif à double fente, les centres de la première et de la sixième fringe sombre sont distants de $2.0\ \text{cm}$. Quel est l'espacement des franges, en mm ?
First to sixth is five spacings: $x = \dfrac{2.0\ \text{cm}}{5} = 0.40\ \text{cm} = 4\ \text{mm}$. · De la première à la sixième, il y a cinq espacements : $x = \dfrac{2.0\ \text{cm}}{5} = 0.40\ \text{cm} = 4\ \text{mm}$.
Worked example: two microwave sources
Two microwave transmitters emit in phase. A detector moved along a line finds the first minimum from the centre at a point where the two path lengths differ by $4.5\ \text{cm}$.
- First minimum: path difference $= \tfrac{1}{2}\lambda$, so $\lambda = 9.0\ \text{cm}$.
- Frequency: $f = \dfrac{c}{\lambda} = \dfrac{3.00 \times 10^{8}}{0.090} = 3.3 \times 10^{9}\ \text{Hz}$.
- Next maximum out from the centre: path difference $= \lambda = 9.0\ \text{cm}$.
- Check: the pattern is symmetrical about the centre line, so every point has a twin on the other side with the same intensity — that is the point an exam asks you to mark.
Exemple résolu : deux sources micro-ondes
Deux émetteurs micro-ondes émettent en phase. Un détecteur déplacé le long d'une ligne trouve le premier minimum depuis le centre à un point où les deux chemins diffèrent de $4.5\ \text{cm}$.
- Premier minimum : différence de marche $= \tfrac{1}{2}\lambda$, donc $\lambda = 9.0\ \text{cm}$.
- Fréquence : $f = \dfrac{c}{\lambda} = \dfrac{3.00 \times 10^{8}}{0.090} = 3.3 \times 10^{9}\ \text{Hz}$.
- Prochain maximum loin du centre : différence de marche $= \lambda = 9.0\ \text{cm}$.
- Vérification : le motif est symétrique par rapport à la ligne centrale, donc chaque point a un jumeau de l'autre côté avec la même intensité — c'est ce qu'on demande généralement de marquer dans un examen.
Coherent means a constant phase difference — not "in phase" and not merely "the same frequency". Two independent lamps of the same colour share a frequency but are not coherent, so no steady pattern forms. And fringe spacing is between adjacent fringes: the first-to-ninth distance is eight spacings, not nine.
Cohérent signifie une différence de phase constante — pas "en phase" et pas simplement "la même fréquence". Deux lampes indépendantes de la même couleur partagent une fréquence mais ne sont pas cohérentes, donc aucun motif stable ne se forme. Et l'espacement des fringes est entre des fringes adjacentes : la distance du premier au neuvième fait huit espacements, pas neuf.
You've got it
- interference needs coherent sources (constant phase difference)
- constructive: $\Delta x = n\lambda$ (in phase); destructive: $\Delta x = \left(n+\tfrac{1}{2}\right)\lambda$ (antiphase)
- double-slit fringe spacing $x = \dfrac{\lambda D}{a}$; count the gaps between fringes, not the fringes
Vous avez compris
- l'interférence nécessite des sources cohérentes (différence de phase constante)
- constructive : $\Delta x = n\lambda$ (en phase) ; destructive : $\Delta x = \left(n+\tfrac{1}{2}\right)\lambda$ (antiphase)
- espacement des fringes double fente $x = \dfrac{\lambda D}{a}$ ; compter les intervalles entre les fringes, pas les fringes elles-mêmes