Discussion:Théorie de la diffraction

Théorie francophone ou théorie universelle ?

Cet article n'a aucun correspondant dans une autre langue ! Curieux, curieux...

--Louis (discuter) 20 février 2014 à 17:00 (CET)

Fusion ?

Hum... cet article devrait être fusionné avec Diffraction, je pense que les deux y gagneraient beaucoup...

Renard 11 juillet 2005 à 13:07 (CEST)

Tout à fait d'accord.

Erict

Ca se discute. On peut envisager un article Diffraction présentant le phénomène de manière générale et phénoménologique, orienté « grand public », un article Théorie de la diffraction plus formel d'un niveau étudiant en sciences, et des articles pour chaque cas (Fentes de Young, Diffraction par une fente, Diffraction par un trou circulaire...) qui présente une applicaiotn de la théorie et les applications concrètes.

Ceci permettant d'aborder le sujet à plusieurs niveaux, sans avoir un article massif et difficilement lisible.

cdang | m'écrire 19 décembre 2005 à 14:30 (CET)

je pense plutot séparer la partie "résolution des instruments d'optique" et la mettre dans la page Pouvoir de résolution. En effet, ce n'est plus vraiment la théorie de la diffraction, mais une application.--fffred 8 janvier 2006 à 15:48 (CET)

Je reviens sur le sujet : je pense qu'il faudrait séparer les différentes parties de cet article pour les mettre dans leurs articles respectifs (par exemple diffraction de Fraunhofer, diffraction de Fresnel, ... qui n'existent pas !). Il ne resterait donc ici qu'une sorte de liste des différentes approches théoriques de la diffraction. On pourrait alors aussi fusionner cette liste à l'article Diffraction. En tous cas, je trouve cet article pour l'instant vraiment bizarre ... --fffred 11 avril 2006 à 15:24 (CEST)

theorie diffraction

Bonjour, deux choses:

- je trouve tres bien en effet d'avoir deux articles separes pour la diffraction: un article phenomelogique et qualitatif ("diffraction"" et un article avec le traitement mathematique "theorie de la diffraction" - un commentaire sur l'article actuel: je pense qu'il serait utile d'etendre le traitement au cas ou la surface est eclairee par une onde plane inclinee qui rajoute un terme de phase dans l'integrale. Utile en pratique. Ca pourrait etre rajoute peut-etre comme une remarque a la fin du traitement pour ne pas alourdir? Aussi il seait utile d'ajouter "diffraction dans le plan focal d'une lentille" comme realisation pratique de la diffraction de Fraunhofer.

Ju'

articles séparés

Il me semble intéressant d'avoir:

• un article phénoménologique sur la diffraction ("diffraction")

et plutôt séparer les traitements mathematiques:

• des généralités avec le principe d'Huygens Fresnel ("theorie de la diffraction")
• un article d'application sur la diffraction de Fresnel (à étoffer)
• un autre sur la diffraction de Fraunhofer (ce qui est présent est déjà très bien)
• un dernier sur le montage de Fourier (à créer) pour le taitement analogique des images

A. Le Rille le 11/02/2007 à 19h35

Principe Huygens-Fresnel

J'ai réecrit une partie de l'énoncé. Il me semble qu'il était faux....

Mamono666 05/07/2007 à 17:06

Approfondissement

Il serait peut-être souhaitable de traiter aussi les théorie de Kirchoff et de Rayleigh-Sommerfeld.

Ce serait effectivement un ajout intéressant.Kikoogay 8 novembre 2007 à 11:04 (CET)

Mouais, c'est intéressant, mais un petit peu dépassé à mon avis. Disons qu'elles ont l'inconvénient de mélanger deux choses : ce qui se passe au niveau de l'ouverture, qui est compliqué, et ce qui se passe au niveau de la propagation - problème pour lequel on dispose d'une fonction de green rigoureuse qui permet de retrouver le principe d'Huygens-Fresnel. Donc, c'est pas nécessaire. Par contre, dériver le principe d'Huygens-Fresnel de l'équation d'onde est intéressant...

Renard (d)

Figure de diffraction par un rideau

Une image plus jolie, la zone centrale est perfectible, à suivre...

Djaille wiki 29 décembre 2008 à 22:30 (CET)

Fusion abandonnée entre Diffraction et Diffraction de Fresnel et Diffraction de Fraunhofer et Théorie de la diffraction

small>Discussion transférée depuis Wikipédia:Pages à fusionner
Suite à :

1. la similitude de ces pages relevée dès 2012,
2. le fait qu'elles constituent clairement toutes des aspects d'un même problème,
3. leurs redondance parfois importante,

je propose la fusion de ces pages. Diffraction par une fente est aussi à considérer (entièrement traité dans les autres articles). --Kilohn limahn (discuter) 26 novembre 2014 à 14:07 (CET)

Il me semble que l'on devrait peut-être garder Diffraction de Fresnel et Diffraction de Fraunhofer à part, pour pouvoir avoir les grosses formules quelque part dans l'encyclopédie sans pour autant alourdir l'article principal. Quant à fusionner les deux autres, je pense que c'est pertinent, mais il faudrait être sûr que diffraction n'a pas d'autres sens en physique que la diffraction classique (particulièrement des ondes magnétiques), décrite dans l'article théorie de la diffraction). Je suis loin d'être spécialiste. --Roll-Morton (discuter) 26 novembre 2014 à 14:47 (CET)

Pour Les deux approches peuvent être traitées dans un même article selon moi. Les équations, si elles doivent être nombreuses, peuvent être mise en {{Boîte déroulante}} pour éviter d'alourdir l'article en première lecture. — Ellande (Disc.) 26 novembre 2014 à 20:21 (CET)

 Attendre Un de mes élèves, étudiant à Supoptique, est en train de travailler sur la diffraction de Fraunhofer. Je pense qu'il est totalement possible de fusionner tous les articles ensemble et de mettre les équations aussi (elles sont simplifiables, on n'est pas obligés non plus de mettre toutes les démonstrations partout...)

J'aimerai, si ça vous convient, laisser le temps à mon étudiant, J-E Royal de maîtriser suffisamment le sujet pour gérer la fusion des contenus avant que la fusion ne soit close. En dehors de cela, je suis Pour la fusion des quatre articles. ¤ Euterpia ¤ Just ask ¤ 27 novembre 2014 à 10:11 (CET)

Bonjour Euterpia. Aucun problème pour attendre la contribution d'un SupOpticien. N'hésitez pas à me solliciter si je peux aider dans ce travail. Kilohn limahn (discuter) 27 novembre 2014 à 15:48 (CET)

Pas que l'optique. L'article Diffraction a l'avantage sur les autres de mentionner l'existence de phénomènes de diffraction ailleurs qu'en optique et propagation des ondes électromagnétique. En acoustique appliquée, la diffraction a une certaine importance. L'acoustique se caractérise par la large plage de fréquences concernées (1 à 1000). Il se peut donc que des approximations et formules établies pour l'optique ne soient pas applicables à ce domaine. Sauf à étudier le cas plus avant, je dirais qu'il serait préférable de garder un article de généralités, Diffraction, sans opiner sur la question de la fusion de ceux qui traitent spécifiquement d'ondes électromagnétiques. PolBr (discuter) 27 novembre 2014 à 14:47 (CET)

A ma connaissance, la théorie de la diffraction est valable quelle que soit le type d'onde considéré, y compris les ondes sonores, aux effets de dispersion près. Les régimes de Fresnel et de Fraunhofer ont été démontrés d'abord en optique mais sont valables dans tous les cas. C'est fort, et c'est de la simple physique des ondes. Je suis tout à fait pour garder les différents domaines d'application de la diffraction (ondes mécaniques, ondes électromagnétique, particules élémentaires, ...) mais rassembler tout cela dans un article bien hiérarchisé, sans redondance, ce serait quand même sympa, non? Kilohn limahn (discuter) 27 novembre 2014 à 15:48 (CET)

Plutôt d'accord avec cette dernière remarque. La diffraction est traitée dans tous les domaines à partir du principe de Huygens-Fresnel. Si un article diffraction doit coexister avec un article diffraction (OEM) et un éventuel article diffraction (acoustique), il ne pourra s'agir que d'une page d'homonymie, sinon, les redondances se multiplieront dans le temps. Je reste pour la fusion in fine. — Ellande (Disc.) 29 novembre 2014 à 17:52 (CET)

Je trouve dommage de fusionner toutes les pages d'un coup. Il me semble que 2 pages Diffraction et Théorie optique de la diffraction pourrait permettre de regrouper les éléments communs sans rallonger à n'en plus finir l'article Diffraction. Il me semble plus judicieux de faire un article Diffraction général parlant d'ondes sonores, lumineuses et de tout ce qui diffracte de manière un peu vulgarisée et rediriger ensuite vers un article "spécialisé" que serait Théorie Optique de la diffraction. Ce dernier article regroupant Diffraction de Fresnel de Fraunhoffer et Théorie de la Diffraction. Gormé (discuter) 2 décembre 2014 à 23:09 (CET)

Kilohn limahn, je pensais effectivement fusionner certains de ces articles mais n'étant pas sûr, je pensais qu'il était plus judicieux de retravailler/restructurer d'abord les articles un par un puis ensuite, si cela est nécessaire les fusionner. En attendant que la fusion ait lieu, je pense continuer comme ça.

 Plutôt contre la présence de nombreux interwiki indiquent qu'il y a possibilité de faire des articles indépendants. Je ne vois pas trop l’intérêt d'effectuer la fusion d'historique avec le sujet 1, 2 et 3. --pixeltoo (discuter) 24 décembre 2014 à 14:22 (CET)

Pas de consensus pour la fusion, je clôture en abandon. Jerome66 (discuter) 19 janvier 2015 à 11:48 (CET)

BRDF et diffraction

Je ne suis pas sûr d'amener cette discussion dans la bonne page mais c'est celle qui m'a paru la plus près de ma question (en tous cas c'est celle pour laquelle la démo de la diffraction et le lien avec la TF sont les plus claires (même vs les pages anglophone sur la diffraction) :

La théorie de la diffraction se base sur des ondes planes dont la nature physique est discutable (extension et puissance infinie) mais facilite la compréhension et le calcul (en ignorant ce qui se passe loin de la pupille). La théorie de la BRDF décrit la répartition spatiale de la puissance lumineuse réfléchie.

Je n'arrive pas à trouver la bonne manière de relier BRDF et formulation ondulatoire pour intégrer les deux. Par exemple, comment combiner vignettage (en cos^4(theta) pour les surfaces lambertiennes) et diffraction, et calculer proprement la puissance surfacique reçue par un capteur en aval de la pupille ?

Mon intuition est, qu'empiriquement, l'énergie reçue dans une direction est celle donnée par l'intégration de la BRDF sur l'angle solide de la pupille, étalée suivant la TF de la pupille (et donc normalisée par la surface de celle-ci pour conserver l'énergie) : comment le démontrer proprement ou avec des approximations clairement identifiées ?

132.166.177.50 (discuter) 19 mars 2018 à 13:44 (CET)HF — Le message qui précède, non signé, a été déposé par l'IP 132.166.177.50 (discuter), le 16 mars 2018 à 17:22

Je ne suis pas sûr de tout comprendre. Quel est le but de la manœuvre ? Mais peut-être voir ː

* Ouverture (photographie)#Régulation de l'exposition et Ouverture (photographie)#Ouverture effective ;

* Fonction d'étalement du point et Fonction de transfert optique.

— Ellande (Disc.) 18 mars 2018 à 23:39 (CET)

Il s'agit, en effet, de déterminer la fonction de transfert d'une pupille, en intégrant l'atténuation du signal quand l'angle d'incidence augmente mais aussi la BRDF de la source. Je ne trouve pas de démonstration rigoureuse.

Ca passe, me semble-t-il, par faire le lien entre une formulation ondulatoire (permettant le calcul de diffraction) et une formulation plus réaliste du point de vue physique (avec, par exemple, des puissances émises finies à travers une demi-sphère) (en effet, la démonstration classique, telle que présentée dans cette page, ne conserve pas l'énergie).

Est-ce plus clair ?

Merci, d'avance.

132.166.177.50 (discuter) 19 mars 2018 à 13:44 (CET)HF

Je ne comprends pas tout. Le système optique est une pupille seule ou il y a un objectif photographique ? Si vous parlez de réflectivité, il doit y avoir une source primaire qui éclaire la source réfléchissante.

S'il s'agit d'un approximation simple en adoptant une batterie d'hypothèses simplificatrices la fonction de transfert se résume

• au MTF d'une ouverture circulaire (voir Fonction de transfert optique#Expression analytique pour un objectif parfait) (partie diffraction)
• convolué par la distribution de la luminance dans la direction de la pupille (l'image est un peu plus floue),
• le tout pondéré par $\cos ^{4}\theta$ lié au vignettage naturel uniquement (voir ici et ici) (partie photométrie).

Si votre étude se veut plus rigoureuse tout devient plus compliqué. Peut-être des éléments de réponse ici ː ici, mais je crains qu'une solution analytique soit très difficile à trouver ː la simulation numérique risque de s'imposer.

La démonstration donnée ici conserve l'énergie à condition de prendre le temps de calculer la constante notée K'' dans la démonstration.

— Ellande (Disc.) 19 mars 2018 à 21:48 (CET)

Merci de ces retours, la démarche ci-dessus (pondération du résultat de la TF pour me retrouver à la bonne énergie) est ce que j'utilise mais c'est une mise en forme plus rigoureuse que je recherche.

Il faut effectivement insérer une source primaire et je considère une ouverture simple, pouvant inclure une lentille (simple également) (un schéma serait mieux mais, sans compte, il semble que je ne puisse pas uploader un fichier...)

il faut imaginer une surface élémentaire en face d'une lentille+diaphragme (mais pas nécessairement sur l'axe optique). Elle est éclairée par une source lumineuse (par exemple le soleil) sous un certain angle et "réfléchit" la lumière selon une certaine BRDF. Comment sera distribuée l'énergie traversant la pupille sur un écran en aval (par ex dans le plan focal) ?

Ce que je n'arrive pas à trouver est une formalisation qui permette de faire le lien entre une onde et la notion de BRDF et permettrait alors d'enchaîner le calcul de diffraction.

Il n'y a probablement pas de solution analytique exacte (pas plus que pour la diffraction d'ailleurs) mais au moins une formulation "propre" qui, moyennant des approximations bien définies, permettrait d'arriver à une telle expression analytique (sans doute de type pondération de la TF en fonction de l'angle solide sous lequel est vu la pupille et de la BRDF).

NB calculer K'' a posteriori pour conserver l'énergie ne me paraît pas une démonstration (dans la page, K'' n'intègre que l'amortissement de l'amplitude en 1/r et un terme de déphasage). Une formulation correcte devrait donner directement une expression conservant l'énergie sans avoir à corriger à postériori). Intuitivement, il faut sans doute préciser le principe d'Huygens-Fresnels pour relier l'amplitude de l'onde sphérique issue d'un élément de surface de l'onde plane incidente à l'amplitude de cette dernière et à la surface élémentaire considérée. Je ne sais pas le faire rigoureusement.

Merci encore pour ces retours.

132.166.177.50 (discuter) 20 mars 2018 à 17:02 (CET)HF

OK, j'y vois plus clair. Il se trouve que je me casse les dents depuis pas mal de temps sur ces calculs. Vous trouverez

• un des mes brouillons en cours donnant plus de précision sur la partie diffraction ici ː [1] ; notamment les expressions des coefficients y sont détaillés en prenant compte l'atténuation en 1/r ;
• un de mes brouillons en cours donnant plus de précision sur la partie convolution plan objet / PSF et l'expression du MTF ici ː [2] ;
• une démonstration que je viens d'ajouter sur la partie photométrique faisant apparaître le $\cos ^{4}\theta$ dans Ouverture (photographie) ː Ouverture (photographie)#Détails des calculs.

Tout ce ci n'est pas achevé mais pourra vous donner des pistes. Il n'y a que la partie réflexion à laquelle je n'ai pas réfléchi.

Je ne crois pas pouvoir en dire plus mais je serais intéressé par un retour si vous arrivez à mener vos travaux à bien. Bon courage parce que c'est quand même un sacré sac de nœuds.

— Ellande (Disc.) 21 mars 2018 à 12:59 (CET)

Merci, il me faudra un peu de temps pour regarder ça. Je repasserai à l'occasion. Cordialement

132.166.177.50 (discuter) 23 mars 2018 à 11:15 (CET)HF

Comme souvent en physique, la solution n'est peut-être pas devant soit mais à côté. Ne faut-il pas regarder du côté des réseaux d'antennes à contrôle de phase ? Les calculs de diagramme de rayonnement pour des ondes électromagnétiques y sont la base. En revanche, dans le cas des antennes, la source est étendue, ce qui n'est pas le cas dans mon problème où mon réflecteur est infinitésimal. Mais c'est peut-être là le problème : ne faut-il pas considérer que le réflecteur est étendu et constitué de réflecteurs élémentaires en phase pour pouvoir obtenir une BDRF ? Cordialement

132.166.177.50 (discuter) 15 mai 2018 à 14:27 (CEST)HF

Je crois que la piste à suivre est toujours celle-ci : Fonction de transfert optique, qui a évolué ces derniers temps. — Ellande (Disc.) 16 mai 2018 à 21:23 (CEST)

Bidirectional Reflectance: An Overview with Remote Sensing Applications & Measurement Recommendations; James R. Shell, May 26, 2004; partie 2

Ce que je comprends : le diffuseur élémentaire est en fait subdivisé en plans réflecteurs générant une sorte d'antenne de phase. Il faudrait faire le calcul à grande distance de l'équation d'onde obtenue : j'imagine qu'il s'agit d'une TF de la distribution du déphasage, avec un amortissement en 1/r : calcul à poser...

--132.166.177.50 (discuter) 25 mai 2018 à 13:48 (CEST)HF