La différence de phase entre deux points d'une onde, souvent mesurée après réflexion ou transmission à travers un milieu.Le déphasage est la modification de la phase d'une onde—la position de son cycle par rapport à un point de référence—après son interaction avec un milieu, sa réflexion sur une surface, ou son parcours sur une certaine distance. Il se mesure en degrés ou en radians, un cycle complet correspondant à 360° ou 2π radians. Les déphasages sont fondamentaux pour les phénomènes ondulatoires : ils déterminent les figures d'interférence, le fonctionnement des lentilles et des prismes, ainsi que le comportement de la lumière dans les fibres optiques. En physique, les déphasages ne sont pas une simple curiosité ; ils encodent des informations sur le milieu traversé par l'onde, comme son épaisseur, son indice de réfraction, ou même la présence d'un champ gravitationnel.
Le concept de phase a été formalisé au début du XIXe siècle par Augustin-Jean Fresnel et Thomas Young, qui ont utilisé les différences de phase pour expliquer les interférences et la diffraction. Le déphasage par réflexion a été démontré expérimentalement par Fresnel en 1823.
Lorsqu'une onde traverse un matériau, sa vitesse change, ce qui modifie la longueur d'onde tandis que la fréquence reste constante. Cela fait émerger l'onde avec une phase différente de celle qu'elle aurait dans le vide. Par exemple, la lumière traversant une plaque de verre est retardée, et son déphasage est proportionnel à l'épaisseur et à l'indice de réfraction de la plaque. La réflexion peut également introduire un déphasage : une onde réfléchie par un milieu plus dense (comme la lumière frappant du verre depuis l'air) subit un basculement de phase de 180°, tandis que la réflexion sur un milieu moins dense n'en produit pas. En interférométrie, deux ondes ayant parcouru des chemins différents sont combinées, et leur déphasage relatif détermine si elles s'additionnent de manière constructive (brillant) ou destructive (sombre).
Les déphasages sont exploités dans les interféromètres pour mesurer des distances infimes (par exemple, les détecteurs d'ondes gravitationnelles comme LIGO), dans les revêtements optiques qui contrôlent la réflexion, et dans des techniques d'imagerie médicale comme la microscopie à contraste de phase, qui visualise des échantillons biologiques transparents.
Dans l'interféromètre de Michelson utilisé par LIGO, un déphasage de seulement 10^-10 radians—une fraction du diamètre d'un proton—suffit pour détecter l'ondulation de l'espace-temps provoquée par le passage d'une onde gravitationnelle.
| Δφ | variable | Phase shift — déphasage radian |
| λ | variable | Wavelength of light — longueur d'onde metre |
| Δn | variable | Change in refractive index — refractive index change |
| L | variable | Path length through medium — longueur metre |
