Poster IPR

L’interféromètre de
Michelson
L’interféromètre de
Michelson tire parti de
la nature ondulatoire
de la lumière pour
produire des franges
d’interférence.
L’interférence est réalisée en séparant un faisceau lumineux en
deux parties, par moyen d’une lame semi-réfléchissante.
Les faisceaux ainsi obtenus empruntent deux chemins séparés
et se réfléchissent sur deux miroirs, avant de se recombiner au
niveau de la lame semi-réfléchissante.
Exemple de franges d’interférence
Explication
Applications
Lorsque deux ondes se superposent dans une
même région de l’espace, elles peuvent se
renforcer
mutuellement
(interférence
constructive),
mais
aussi
s’annuler
complètement (interférence destructive),
selon la position relative des crêtes.
Cela produit la succession de zones éclairées
et de zones sombres caractéristiques d’une
figure d’interférence.
Le phénomène d’interférence est extrêmement
« sensible » : une différence de longueur entre les
deux bras de l’interféromètre de l’ordre de la longueur
d’onde (qui est plus courte qu’un millionième de mètre
pour la lumière visible) change complètement l’état
d’interférence. Ceci permet de réaliser de mesures
précises de distances très faibles.
Historiquement, avec son instrument Michelson
espérait mettre en évidence le mouvement de la Terre à
travers l’éther ; au lieu de cela, la célèbre expérience
de Michelson-Morley a montré que la vitesse de la
lumière est indépendante du mouvement de
l’observateur, ce qui constitue la base de théorie de la
relativité restreinte d’Einstein.
Grâce à sa sensibilité, l’interféromètre de Michelson
est également employé en spectroscopie, l’analyse de
la lumière émise par les atomes et les molécules
permettant
d’obtenir
une
grande
richesse
d’informations.
Schéma de principe du phénomène
d’interférence
Actuellement, un interféromètre de Michelson géant
est utilisé pour la détection directe d’ondes
gravitationnelles (projet franco-italien VIRGO).
Cet instrument peut « voir » des variations relatives de
longueur de l’ordre de 10-21!