Phénomène de diffraction de la lumière

Si une source intense de lumière blanche éclaire un CD, on observe l'apparition de toutes les couleurs de l'arc-en-ciel à la surface du disque (irisations) : les micro-gravures du CD diffractent la lumière.
Si on interpose entre une source de lumière blanche et un écran, une plaque percée d'une fine fente, on observe sur l'écran un spectre continu s'étalant du violet au rouge. La lumière blanche a été décomposée par diffraction, en fonction de la longueur d'onde des différentes radiations qui la constituent.



Spectre de la lumière blanche d'une ampoule classique
Il existe aussi des lumières polychromatiques qui ne sont constituées que de quelques radiations de longueurs d'onde différentes. Dans ce cas, on obtient par diffraction de cette radiation, un spectre de raies (spectres discontinus) dont les raies correspondent aux longueurs d'onde constituant la lumière initiale (exemple : lampe à vapeur de mercure).

Le phénomène de diffraction dépend donc du rapport entre la longueur d'onde de la lumière incidente et la dimension a de l'objet diffractant.

Ainsi, pour une onde monochromatique dans le domaine du visible, et une fente de largeur de l'ordre du centimètre, on n'observe aucun phénomène de diffraction. La dimension de la fente est trop grande par rapport à celle de la longueur d'onde incidente : la fente n'a donc pas d'effet perturbateur visible.

Si on utilise une série de fentes de largeurs décroissantes, la tache de diffraction apparaît progressivement sur l'écran et croît au fur et à mesure que la largeur de la fente se rapproche de celle de la longueur d'onde de la lumière incidente.

La diffraction de la lumière est essentiellement utilisée pour mesurer les dimensions d'un objet. En fonction de l'ordre de grandeur des dimensions de cet objet, différentes sources lumineuses seront utilisées :

o Dans le domaine du visible pour des objets de petite taille (épaisseur d'un cheveu).
o Dans le domaine des Rayons X pour des objets à l'échelle atomique (arrangement des atomes dans un système cristallin ; structure de molécules complexes en biologie, etc.).

Mais le phénomène de diffraction peut également constituer une nuisance dans des systèmes optiques. Il limite ainsi l'aptitude à séparer les détails des instruments d'observation.