| English | Français |
|---|---|
| gap/ɡæp/ | espace |
| diffraction/dɪˈfrækʃn/ | la diffraction |
| obstacle/ˈɒbstəkl/ | obstacle |
| wavelength/ˈweɪvleŋθ/ | longueur d'onde |
| ripple tank/ˈrɪpl tæŋk/ | bassin à ondulations |
| single slit/ˈsɪŋɡl slɪt/ | fente simple |
| diffraction grating/dɪˈfrækʃn ˈɡreɪtɪŋ/ | réseau de diffraction |
Heard but not seen
- You can hear someone around a corner — but you can't see them.
- Both sound and light reach the gap 缝, yet only sound bends around it.
- The difference is diffraction 衍射.
Entendu mais non vu
- On peut entendre quelqu'un autour d'un coin — mais on ne peut pas le voir.
- Tant le son que la lumière atteignent l'ouverture 缝, mais seul le son contourne le coin.
- La différence est la diffraction 衍射.
What diffraction is
- Diffraction is the spreading of a wave as it passes through a gap or around the edge of an obstacle 障碍物.
- All waves do it — water, sound, light, microwaves. The speed, wavelength and frequency do not change; only the direction spreads.
Ce qu'est la diffraction
- La diffraction est l'étalement d'une onde lorsqu'elle passe à travers une ouverture ou autour du bord d'un obstacle 障碍物.
- Toutes les ondes font cela — eau, son, lumière, micro-ondes. La vitesse, la longueur d'onde et la fréquence ne changent pas ; seul le sens s'étale.
Waves adding and cancelling · Ondes s'additionnant et s'annulant
Two overlapping waves add where they are in phase and cancel where out of phase — change the phase to see the result. This is what makes diffraction patterns. · Deux ondes superposées s'additionnent là où elles sont en phase et s'annulent là où elles sont hors phase — changez la phase pour voir le résultat. C'est cela qui crée les motifs de diffraction.
Diffraction is the ____ of a wave as it passes through a gap. · La diffraction est le ____ d'une onde lorsqu'elle passe à travers une ouverture.
Diffraction is the spreading (bending) of a wave at a gap or obstacle. · La diffraction est l'étalement (courbure) d'une onde à une ouverture ou un obstacle.
All waves can diffract. · Toutes les ondes peuvent subir la diffraction.
Yes — water, sound, light and microwaves all spread at a gap or edge. · Oui — l'eau, le son, la lumière et les micro-ondes s'étalent tous à une ouverture ou un bord.
Diffraction is the ____ of a wave as it passes through a gap or around an obstacle. · La diffraction est le ____ d'une onde lorsqu'elle passe à travers une ouverture ou autour d'un obstacle.
Spreading, not bending: refraction bends a wave at a boundary, and the two words are marked differently. · Étalement, pas courbure : la réfraction courbe une onde à une interface, et les deux mots sont différemment notés.
How much it spreads
- Gap much wider than $\lambda$ → the wave passes nearly straight through.
- Gap about the size of $\lambda$ → it fans out strongly.
Diffraction in a ripple tank 水波槽 — a wide gap (a) spreads the waves little, a narrow gap (b) much more
Combien cela s'étale
- Ouverture beaucoup plus large que $\lambda$ → l'onde passe presque tout droit.
- Ouverture à peu près de la taille de $\lambda$ → elle s'évente fortement.
Diffraction dans un bac à ondulations 水波槽 — une large ouverture (a) étale peu les ondes, une étroite ouverture (b) beaucoup plus
A wave spreads out the most when the gap is: · Une onde s'étale le plus lorsque l'ouverture est :
When the gap ≈ the wavelength, the wave fans out strongly; a much wider gap lets it pass nearly straight. · Lorsque l'ouverture ≈ la longueur d'onde, l'onde s'évente fortement ; une ouverture beaucoup plus large lui permet de passer presque droit.
Making the gap narrower makes the waves spread out ____. · Rendre l'ouverture plus étroite fait que les ondes s'étalent ____.
A narrower gap (closer to one wavelength) gives stronger diffraction. · Une ouverture plus étroite (proche d'une longueur d'onde) donne une diffraction plus forte.
Match each gap to how much the wave spreads out beyond it. · Associez chaque ouverture à la quantité d'étalement de l'onde au-delà de celle-ci.
Diffraction is greatest when the gap and the wavelength are about the same size, and fades as the gap gets much larger than the wavelength. · La diffraction est maximale lorsque la fente et la longueur d'onde ont à peu près la même taille, et diminue lorsque la fente devient beaucoup plus grande que la longueur d'onde.
When does a wave diffract most through a gap? Select all · tout that apply. · À quel moment une onde diffracte-t-elle le plus à travers une fente ? Sélectionnez toutes les réponses applicables.
This is why you hear round a doorway but cannot see round it: sound's wavelength is about a metre, light's is under a micrometre. · C'est pourquoi on entend autour d'une porte mais ne peut pas voir : la longueur d'onde du son est d'environ un mètre, celle de la lumière est inférieure à un micromètre.
Why you hear but don't see
- Speech has $\lambda \approx 1\ \text{m}$ — close to a doorway's width, so it spreads round the corner.
- Light has $\lambda \approx 500\ \text{nm}$ — far smaller than the gap, so it barely spreads.
Pourquoi on entend mais ne voit pas
- La parole a une $\lambda \approx 1\ \text{m}$ — proche de la largeur d'une porte, donc elle contourne le coin.
- La lumière a une $\lambda \approx 500\ \text{nm}$ — bien plus petite que l'ouverture, donc elle s'étale très peu.
You can hear but not see around a corner because sound has a much larger wavelength than light. · On peut entendre mais pas voir autour d'un coin car le son a une longueur d'onde bien plus grande que celle de la lumière.
Sound's wavelength (~1 m) is near the gap size, so it diffracts; light's (~500 nm) is far smaller, so it barely does. · La longueur d'onde du son (~1 m) est proche de la taille de la fente, donc il diffracte ; celle de la lumière (~500 nm) est bien plus petite, donc il le fait très peu.
What diffracted light looks like
- Laser light through a single slit 单缝 gives a wide, bright central band with fainter bands either side.
- Through a diffraction grating 衍射光栅 (many slits) the light concentrates into sharp, narrow lines at definite angles: a tall central maximum, then symmetrical peaks at $\pm\theta_1$, $\pm\theta_2$ that get weaker further out.
- The angles obey $d\sin\theta = n\lambda$ — the next lesson but one uses it in full.
À quoi ressemble la lumière diffractée
- La lumière laser passant dans une fente unique 单缝 donne une large bande centrale brillante avec des bandes plus faibles de chaque côté.
- Dans un réseau de diffraction 衍射光栅 (beaucoup de fentes), la lumière se concentre en lignes fines et nettes à des angles définis : un maximum central haut, suivi de pics symétriques à $\pm\theta_1$, $\pm\theta_2$ qui deviennent plus faibles vers l'extérieur.
- Les angles obéissent à $d\sin\theta = n\lambda$ — la leçon suivante l'utilisera en entier.
A grating has 500 lines per mm. What is the slit spacing d, in units of 1e-6 m? · Un réseau possède 500 traits par mm. Quelle est l'espacement des fentes d, en unités de 1e-6 m ?
d = 1e-3/500 = 2.0e-6 m. Putting the lines per millimetre straight into d sin(theta) = n lambda is the standard error; you must invert it first. · d = 1e-3/500 = 2.0e-6 m. Insérer directement les traits par millimètre dans d sin(theta) = n lambda est une erreur classique ; il faut d'abord inverser ce nombre.
Worked example: where the bright lines fall
Laser light of wavelength $600\ \text{nm}$ falls normally on a grating whose lines are $5.0 \times 10^{-6}\ \text{m}$ apart. Find the angle of the second-order line and describe the intensity graph from $-15^\circ$ to $+15^\circ$. A polarising filter is then placed in the beam.
- Second order: $\sin\theta = \dfrac{n\lambda}{d} = \dfrac{2 \times 600 \times 10^{-9}}{5.0 \times 10^{-6}} = 0.24$, so $\theta = 14^\circ$.
- First order: $\sin\theta = 0.12$, so $\theta = 6.9^\circ$.
- Graph: a tall narrow spike at $0^\circ$, smaller spikes at $\pm 6.9^\circ$, smaller again at $\pm 14^\circ$, and almost nothing in between.
- With the polarising filter: every spike is half as tall (unpolarised light through one filter), but the angles are unchanged — the filter does not alter the wavelength.
Exemple résolu : où tombent les lignes brillantes
La lumière laser de longueur d'onde $600\ \text{nm}$ tombe normalement sur un réseau dont les lignes sont espacées de $5.0 \times 10^{-6}\ \text{m}$. Trouver l'angle de la ligne de deuxième ordre et décrire le graphique d'intensité de $-15^\circ$ à $+15^\circ$. Un filtre polarisant est ensuite placé dans le faisceau.
- Deuxième ordre : $\sin\theta = \dfrac{n\lambda}{d} = \dfrac{2 \times 600 \times 10^{-9}}{5.0 \times 10^{-6}} = 0.24$, donc $\theta = 14^\circ$.
- Premier ordre : $\sin\theta = 0.12$, donc $\theta = 6.9^\circ$.
- Graphique : une pointe haute et étroite à $0^\circ$, des pointes plus petites à $\pm 6.9^\circ$, encore plus petites à $\pm 14^\circ$, et presque rien entre les deux.
- Avec le filtre polarisant : chaque pic est moitié moins haut (lumière non polarisée passant à travers un seul filtre), mais les angles restent inchangés — le filtre ne modifie pas la longueur d'onde.
Light of wavelength $500\ \text{nm}$ falls normally on a grating with lines $4.0 \times 10^{-6}\ \text{m}$ apart. At what angle, in degrees, is the second-order maximum? · Une lumière de longueur d'onde $500\ \text{nm}$ tombe normalement sur un réseau dont les traits sont espacés de $4.0 \times 10^{-6}\ \text{m}$. À quel angle, en degrés, se trouve le maximum du deuxième ordre ?
$\sin\theta = \dfrac{n\lambda}{d} = \dfrac{2 \times 500 \times 10^{-9}}{4.0 \times 10^{-6}} = 0.25$, so $\theta = 14.5^\circ$. · $\sin\theta = \dfrac{n\lambda}{d} = \dfrac{2 \times 500 \times 10^{-9}}{4.0 \times 10^{-6}} = 0.25$, donc $\theta = 14.5^\circ$.
Diffraction is not refraction and not reflection: the wave keeps the same speed, wavelength and frequency, and only its direction spreads. More spreading does not mean more energy — the same energy is shared over a wider region, so the wave beyond a narrow gap is weaker in any one direction.
La diffraction n'est ni la réfraction ni la réflexion : l'onde conserve la même vitesse, la même longueur d'onde et la même fréquence, et seule sa direction s'étale. Plus d'étalonnement ne signifie pas plus d'énergie — la même énergie est partagée sur une zone plus large, donc l'onde derrière une étroite ouverture est plus faible dans n'importe quelle direction.
A water wave passes through a narrow gap and spreads out. Which quantities stay the same? Select all that apply. · Une onde d'eau passe à travers une étroite fente et s'étale. Quelles quantités restent inchangées ? Sélectionnez toutes les réponses applicables.
Diffraction only changes the direction the energy travels in. Speed, wavelength and frequency are set by the medium and the source and do not change at a gap. · La diffraction ne change que la direction dans laquelle l'énergie se propage. La vitesse, la longueur d'onde et la fréquence sont déterminées par le milieu et la source, et ne changent pas au niveau d'une fente.
Seeing it in the lab
- Ripple tank: plane waves hit a barrier with a gap; narrow the gap (or lengthen $\lambda$ by slowing the paddle) and the curved wavefronts spread more.
- Laser and single slit: a pattern of bands on a distant screen; a narrower slit gives a wider central band.
- Laser and grating: a row of sharp dots; a finer grating (more lines per mm) pushes the dots further apart.
Le voir en laboratoire
- Bac à ondulations : des ondes planes frappent un obstacle avec une ouverture ; réduire l'ouverture (ou allonger $\lambda$ en ralentissant le batteur) et les fronts d'onde courbes s'étalent davantage.
- Laser et fente unique : un motif de bandes sur un écran lointain ; une fente plus étroite donne une bande centrale plus large.
- Laser et réseau : une rangée de points nets ; un réseau plus fin (plus de lignes par mm) éloigne les points les uns des autres.
You've got it
- diffraction = a wave spreading through a gap or around an obstacle (all waves do it; speed, $\lambda$ and $f$ unchanged)
- most spreading when the gap is about one wavelength 波长 wide
- sound diffracts round corners (big $\lambda$); light hardly does (tiny $\lambda$), so it needs a slit or a grating to show it
- a grating gives sharp maxima at $d\sin\theta = n\lambda$; a polarising filter halves them without moving them
Vous avez compris
- diffraction = une onde s'étalant à travers une ouverture ou autour d'un obstacle (toutes les ondes le font ; vitesse, $\lambda$ et $f$ inchangés)
- étalement maximal lorsque l'ouverture est à peu près d'une longueur d'onde 波长 de large
- le son diffracte autour des coins (grande $\lambda$) ; la lumière le fait difficilement (petite $\lambda$), donc elle a besoin d'une fente ou d'un réseau pour le montrer
- un réseau donne des maxima nets à $d\sin\theta = n\lambda$ ; un filtre polarisant les divise par deux sans les déplacer