Glossaire

interféromètre

Il arrive souvent qu'une onde issue d'une source A atteigne un point donné M de l'espace en s'étant propagée suivant des chemins différents : par exemple, une onde acoustique peut parvenir à l'oreille après s'être transmise en partie directement depuis la source sonore qui l'a émise, en partie après réflexion contre un mur ; ou bien, une lumière peut être reçue par un capteur en partie après avoir traversé directement une lame de verre en y subissant une double réfraction, en partie après avoir ajouté à ce parcours une ou plusieurs doubles réflexions au sein de la lame. Dans de tels cas — qui touchent les ondes de toute nature — , les images A', A''... de la source initiale A produites par réflexion ou réfraction agissent comme autant de sources émettrices secondaires, et de l'ensemble des p "sources" impliquées partent alors des ondes de même nature, ayant la même vitesse de propagation u ; de plus, ces ondes se composent d'oscillations qui, lorsqu'elles ont même période T — donc même longueur d'onde λ = u T — , ont également même amplitude a , tout en étant mutuellement "déphasées", car les rayons qui les portent depuis leurs sources respectives parcourent des chemins de longueurs différentes pour aller de A', A''... à M. La superposition en M des oscillations de même longueur d'onde λ produit alors une oscillation ayant elle aussi même longueur d'onde, mais non pas même amplitude : cette dernière, suivant la position de M dans l'espace, acquiert une valeur qui peut aller de zéro (avec disparition de tout effet des oscillations) à p a (avec forte augmentation de l'effet des oscillations). Ces effets constituent des exemples des phénomènes d' interférence, par lesquels des ondes de même nature se superposent dans un milieu donné en faisant alterner certaines zones où les effets des ondes composantes sont amplifiés, et d'autres zones où l'effet résultant s'atténue au contraire et même peut disparaître.

Dans le cas des ondes lumineuses, l'exemple de deux sources secondaires A', A'' qui "émettent" un rayonnement monochromatique de longueur d'onde λ  issu d'une source initiale A met en évidence, sur un écran judicieusement placé par rapport à ces sources, des franges alternativement "brillantes" et sombres ; or, la distance entre deux franges brillantes voisines est proportionnelle à  λ , qu'elle identifie, et la luminance énergétique spectrique L(λ) d'une frange brillante est, elle, proportionnelle au carré de l'amplitude de la vibration lumineuse initiale : la loi de Planck permet alors d'en déduire la température T à laquelle la source initiale a émis le rayonnement. Ainsi, dans l'hypothèse où l'atmosphère se cliverait en n couches superposées (C 1 ), (C 2 ), ..., (C i ), ..., (C n ) telles que chaque couche (C i ) absorbe les rayonnements de longueur d'onde λ j pour j allant de i + 1 à n , mais non pour j allant de 1 à i , un interféromètre embarqué sur un satellite à défilement et fonctionnant dans les fenêtres de transparence λ 1 , λ 2 , ..., λ i , ..., λ n permettrait de mesurer la luminance L n (λ ) de la plus haute couche pour λ = λ n , puis L n - 1 (λ ) pour λ = λ n - 1 à partir de L n (λ n - 1 ) + L n - 1 (λ n - 1 ), et ainsi de suite, d'où l'on extrairait les températures T n , T n - 1 , ..., T i , ..., T 2 , T 1 de chaque couche atmosphérique. Dans la réalité, les mesures du profil vertical de température effectuées par ce type de sondeurs sont infiniment plus délicates, ne fût-ce que parce que chaque couche absorbe une partie des rayonnements émis par les couches situées en dessous d'elle et en émet à son tour vers les couches situées au-dessus d'elle ; ces mesures se fondent alors sur une interprétation complexe des résultats obtenus dans un nombre important de canaux infrarouges — 8 461 exactement entre 3,6 et 15,5 µm de longueur d'onde pour l'interféromètre Iasi (c'est-à-dire Infrared Atmospheric Sounding Interferometer ), dont seront équipés les futurs satellites Metop d' Eumetsat , et qui évaluera également le profil d'humidité ainsi que les proportions volumiques de certains gaz tels que l'ozone , le gaz carbonique ou le méthane.