La polarisation

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La polarisation

• Section 7.9

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Points essentiels

• Plan doscillation
• La polarisation linéaire
• La loi de Malus
• Diverse façon de produire une lumière polarisée
• La polarisation par réflexion
• La polarisation par double réfraction
• La polarisation par absorption sélective
• La polarisation par diffusion

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Représentation de londe électromagnétique
Cette figure montre une onde électromagnétique
dont le champ électrique oscille parallèlement à
laxe de y. On nomme plan doscillation le plan
dans lequel évoluent le vecteur champ électrique.
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Onde non polarisée vs onde polarisée

• Dans une onde non polarisée, la direction du
  champ électrique fluctue (figure a). Le champ
  électrique dune onde non polarisée peut être
  décomposée en deux composantes perpendiculaires.
  En b, le champ électrique de londe est polarisé
  linéairement (ici, verticalement).

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Onde électromagnétique polarisée linéairement
Polarisation selon y
Polarisation selon z
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La polarisation
Lintensité de la lumière transmise par deux
polariseurs dépend de lorientation relative de
leurs axes de transmission. La lumière transmise
a une intensité maximale lorsque les axes de
transmissions sont alignés. Lintensité de la
lumière transmise diminue lorsque les axes de
transmission forment un angle de 45. Lintensité
de la lumière transmise est minimale lorsque les
axes de transmission sont perpendiculaires entre
eux.
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Les lunettes de soleil polarisées
Les lunettes de soleil polarisées comportent des
lentilles dont laxe de transmission est vertical
quand on les porte. La figure ci-contre nous
permet de constater que ces verres bloquent la
plus grande partie de la lumière lorsquils sont
croisés.
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La loi de Malus
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Polarisation par réflexion

• En 1808, un jour quil observait par hasard à
  travers un cristal de calcite les rayons solaires
  réfléchis sur une vitre du Palais du Luxembourg,
  E. Malus vit une image au lieu de deux images
  habituelles. Il saperçut que la lumière pouvait
  être polarisée par réflexion.

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Polarisation par réflexion

• En 1815, Sir David Brewster saperçut que, si
  langle dincidence est égal à langle de
  polarisation, le rayon réfléchi et le rayon
  réfracté sont perpendiculaire. Pour cet angle, la
  lumière réfléchie est alors totalement polarisée,
  perpendiculairement au plan dincidence. La
  composante parallèle ne la lumière incidente ne
  disparaît pas, mais elle est réfractée dans le
  verre.

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Polarisation par réflexion
Faisceau de lumière non-polarisé incident sur une
surface de réfraction
Composante parallèle à la surface est davantage
réfléchie
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La loi de Brewster

• Si langle dincidence est égal à langle de
  polarisation qP, le rayon réfléchi et le rayon
  réfracté sont tous les deux polarisés.

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Polarisation par réflexion
Application lunette de soleil polarisée
Sans verre polarisant
Avec verre polarisant
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Utilisation de verre polarisant
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Polarisation par double réfraction
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Polarisation et biréfringence

• En 1669, en examinant un petit objet à travers
  un cristal de spath dIslande (calcite), E.
  Bartholinius découvrit deux images réfractées.

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Polarisation par double réfraction
Les rayons ordinaires et extraordinaire sortant
dun cristal biréfringent sont polarisés
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Polarisation par absorption sélective

• Matériaux qui ont la propriété de
• transmettre les ondes dont le champ électrique
  est orienté selon un certain axe
• absorber les autres
• ex polaroid

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Polarisation par absorption sélective

• La composante du champ E parallèle aux chaînes de
  conduction est absorbée alors que la composante
  perpendiculaire est transmise

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Polarisation par diffusion

• Modèle de la diffusion
• Onde non-polarisée absorbée par la molécule
• Les électrons se mettent à osciller dans le plan
  perpendiculaire à la propagation sous leffet
  du champ E alternatif
• Les charges oscillantes rediffusent dans toutes
  les directions doscillation des ondes polarisées
  puisque les oscillations longitudinales du champ
  sont interdites

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Polarisation par diffusion
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Travail personnel

• Faire lexemple 7.10
• Répondre à la question 14
• Solutionner lexercice 37
• Aucun problème