Double-Slit Interference and Diffraction Gratings · Interférence à double fente et réseaux de diffraction
| English | Français |
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| diffraction grating/dɪˈfrækʃn ˈɡreɪtɪŋ/ | réseau de diffraction |
Shine light through two slits — and get stripes, not two lines
- Send light through two narrow slits and the screen shows a row of bright and dark stripes.
- Not two bright lines as you'd expect — an interference pattern.
- This is Young's double-slit experiment, and it proved light is a wave.
- The same idea, with thousands of slits, becomes a diffraction grating.
Faites passer de la lumière à travers deux fentes — et obtenez des rayures, pas deux lignes
- Envoyez de la lumière à travers deux étroites fentes et l'écran montre une rangée de rayures claires et sombres.
- Pas deux lignes brillantes comme on s'y attendrait — un motif d'interférence.
- C'est l'expérience des double-fentes de Young, et cela a prouvé que la lumière est une onde.
- La même idée, avec des milliers de fentes, devient un réseau de diffraction.
How the fringes form
- Light spreads (diffracts) from each slit, and the two sets of waves overlap and interfere.
- Where they arrive in phase, they add — a bright fringe.
- Where they arrive out of phase, they cancel — a dark fringe.
- The pattern is a direct picture of constructive and destructive interference.
Comment les franges se forment
- La lumière s'étale (diffracte) depuis chaque fente, et les deux ensembles d'ondes se chevauchent et interfèrent.
- Là où ils arrivent en phase, ils s'additionnent — une frange claire.
- Là où ils arrivent en opposition de phase, ils s'annulent — une frange sombre.
- Le motif est une image directe des interférences constructive et destructive.
Two waves interfering · Deux ondes en interférence
Change the phase difference and watch two waves add to bright (in phase) or cancel to dark (out of phase). · Changez la différence de phase pour voir deux ondes s'additionner en clair (en phase) ou s'annuler en sombre (hors phase).
The double-slit interference pattern is evidence that light is a: · Le motif d'interférence à double fente est la preuve que la lumière est un :
Interference is a wave phenomenon, so the fringes prove light is a wave. · L'interférence étant un phénomène ondulatoire, les franges prouvent que la lumière est une onde.
The bright-fringe condition
- Bright fringes appear where the path difference from the two slits is a whole number of wavelengths.
- The condition is $d\sin\theta = m\lambda$, with $m = 0, 1, 2, \ldots$
- Closer slits (smaller $d$) or a longer wavelength spread the fringes further apart.
- Measuring the fringe spacing lets you calculate the wavelength of the light.
La condition de frange claire
- Les franges claires apparaissent là où la différence de marche depuis les deux fentes est un nombre entier de longueurs d'onde.
- La condition est $d\sin\theta = m\lambda$, avec $m = 0, 1, 2, \ldots$
- Des fentes plus proches (petite $d$) ou une longueur d'onde plus longue écartent davantage les franges.
- Mesurer l'espacement des franges permet de calculer la longueur d'onde de la lumière.
A bright fringe forms where the path difference from the two slits is: · Une frange claire se forme là où la différence de marche des deux fentes est :
Bright fringes need $d\sin\theta = m\lambda$ — a whole number of wavelengths. · Les franges claires nécessitent $d\sin\theta = m\lambda$ — un nombre entier de longueurs d'onde.
If the slit separation $d$ is halved, the fringe spacing: · Si l'écartement des fentes $d$ est divisé par deux, l'espacement des franges :
Fringe spacing goes as $1/d$, so halving $d$ doubles the spacing. · L'espacement des franges est proportionnel à $1/d$, donc diviser $d$ par deux double l'espacement.
A dark fringe forms where waves from the two slits arrive out of phase and cancel. · Une frange sombre se forme là où les ondes des deux fentes arrivent hors phase et s'annulent.
Out-of-phase arrival gives destructive interference — a dark fringe. · L'arrivée hors phase donne une interférence destructive — une frange sombre.
Diffraction gratings
- A diffraction grating 衍射光栅 has thousands of fine slits packed together.
- It splits light into very sharp, bright spots — far cleaner than two slits.
- It also spreads different colours by different angles, making a spectrum.
- Gratings are used in spectrometers to identify the elements in stars and samples.
Réseaux de diffraction
- Un réseau de diffraction 衍射光栅 a des milliers de fines fentes serrées ensemble.
- Il divise la lumière en taches très nettes et brillantes — bien plus propres que deux fentes.
- Il étale également différentes couleurs sous différents angles, formant un spectre.
- Les réseaux sont utilisés dans les spectromètres pour identifier les éléments dans les étoiles et les échantillons.
A device with thousands of fine slits that splits light into sharp spots is a diffraction ____. · Un dispositif comportant des milliers de fines fentes qui sépare la lumière en taches nettes est un réseau de diffraction ____.
A diffraction grating gives very sharp, bright maxima. · Un réseau de diffraction produit des maxima très nets et lumineux.
Select all · tout true statements about the double slit and gratings. · Sélectionnez tous les énoncés vrais concernant la double fente et les réseaux.
Bright = whole-wavelength path difference; interference proves light is a wave; gratings make spectra. The pattern is interference, not independent torches. · Clair = différence de marche d'un nombre entier de longueurs d'onde ; l'interférence prouve que la lumière est une onde ; les réseaux produisent des spectres. Le motif est une interférence, pas des lampes indépendantes.
The double-slit fringes come from interference, not from the slits acting as tiny torches — that's why you get a pattern of stripes, not two bright bars. Bright fringes need a path difference of a whole number of wavelengths ($d\sin\theta = m\lambda$); half-wavelengths give dark fringes.
Les franges des double-fentes proviennent de l'interférence, et non du fait que les fentes agissent comme de minuscules lampes de poche — c'est pourquoi vous obtenez un motif de rayures, pas deux barres brillantes. Les franges claires nécessitent une différence de marche d'un nombre entier de longueurs d'onde ($d\sin\theta = m\lambda$) ; les demi-longueurs d'onde donnent des franges sombres.
In a double-slit setup, the slit separation is halved. What happens to the fringe spacing?
- Fringe spacing goes as $1/d$, so halving $d$ doubles the spacing.
- The bright stripes move further apart on the screen.
Dans un dispositif à double fente, l'espacement entre les fentes est divisé par deux. Que se passe-t-il pour l'espacement des franges ?
- L'espacement des franges varie comme $1/d$, donc diviser $d$ par deux double l'espacement.
- Les rayures claires se déplacent plus loin sur l'écran.
Young's double slit makes bright and dark fringes by interference — bright where $d\sin\theta = m\lambda$ (whole-number path difference). Closer slits or longer wavelengths spread the fringes wider. A diffraction grating (thousands of slits) gives sharp spots and splits light into a spectrum.
Les double-fentes de Young créent des franges claires et sombres par interférence — claires là où $d\sin\theta = m\lambda$ (différence de marche nombre entier). Fentes plus proches ou longueurs d'onde plus longues écartent davantage les franges. Un réseau de diffraction (milliers de fentes) donne des taches nettes et divise la lumière en un spectre.