Deux sources ponctuelles monochromatiques.
Observation de l'intensité sur un écran de "petite" taille, éloigné.
Dans la partie gauche de la figure, des sources jusqu'à l'écran, sont représentées les deux ondes qui se propagent.
On n'a représenté leur propagation que le long de cinq rayons pour
chaque source, en direction de cinq points particuliers de l'écran.
Par souci de lisibilité, on n'a pas représenté l'atténuation géométrique de l'amplitude de chacune de ces deux
ondes avec la distance (amplitude en 1/r pour une onde sphérique).
Les courbes qui figurent à droite de l'écran, en face de chacun des cinq points, sont à interpréter différemment :
il s'agit du tracé de la vibration lumineuse en fonction du temps, pour le point considéré.
Chacune de ces cinq courbes est obtenue très simplement en faisant la somme des deux vibrations qui
parviennent au point considéré.
Dans une première situation, les deux sources n'ont pas même fréquence.
L'onde émise par la source de fréquence la plus élevée est représentée
en bleu
celle émise par la source de fréquence la plus faible en rouge ; cette
différence des fréquences est
visible également dans la différence des longueurs d'onde qui en
résulte.
Si on observe attentivement les vibrations résultantes sur l'écran,
elles ne sont pas identiques aux cinq points considérés. Toutefois,
aucun photodétecteur n'est sensible à la valeur instantanée de la
vibration lumineuse :
un détecteur n'est sensible qu'à l'intensité, c'est-à-dire à la valeur moyenne du carré de la vibration.
On conçoit aisément à la vue de ces cinq fonctions du temps que l'intensité est la même aux cinq points :
les cinq fonctions ont "en gros" même amplitude.
Plus généralement , l'intensité serait lea même en tout point de l'écran : elle est égale à la somme des
intensités dues séparément à chacune des deux ondes, c'est-à-dire que les deux ondes sont
incohérentes.
Deuxième situation : les deux sources ont même fréquence.
On voit que la situation est maintenant bien différente sur l'écran.
En trois des cinq points, les deux ondes arrivent en permanence en phase : la vibration résultante est
d'amplitude double de chacune des ondes incidentes.
Il s'agit des "franges brillantes" : l'intensité est quatre fois celle due à une seule des deux ondes.
En deux points, les deux ondes arrivent en permanence en opposition de phase : la vibration résultante est nulle.
Il s'agit des "franges sombres" : l'intensité est nulle.
Bien sûr toutes les situations intermédiaires entre ces deux extrêmes existent sur l'écran.
Troisième situation : les deux sources ont même fréquence (sont cohérentes), mais une des deux a été décalée vers la gauche d'une demi longueur d'onde.
Le simple décalage d'une des deux sources d'une demi longueur d'onde dans une direction perpendiculaire à l'écran modifie profondément
l'aspect de l'écran : là où les deux ondes arrivaient précédemment en phase (au centre de l'écran), elles arrivent maintenant en opposition de phase.
Une frange brillante est ainsi remplacée par une frange sombre. Et vice-versa (les franges extrêmes ne sont sur cette simulation pas totalement noires
car les distances ne sont pas suffisamment grandes entre les deux sources et l'écran ; ceci dit leur intensité, proportionnelle au carré de l'amplitude, est très faible.
On voit ainsi que les interférences permettent facilement de repérer des mouvements/déplacements de l'une des sources d'une distance de l'ordre de grandeur de λ.