onde polarisée

La polarisation
Section 7.9
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Points essentiels
 Plan d’oscillation
 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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Cette figure montre une onde électromagnétique dont le champ électrique
oscille parallèlement à l’axe de y. On nomme plan d’oscillation 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 d’une onde non
polarisée peut être décomposée
en deux composantes
perpendiculaires. En b, le champ
électrique de l’onde est polarisé
linéairement (ici, verticalement).
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Polarisation selon y
Polarisation selon z
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L’intensité de la lumière transmise par deux polariseurs
dépend de l’orientation relative de leurs axes de
transmission. La lumière transmise a une intensité maximale
lorsque les axes de transmissions sont alignés. L’intensité de
la lumière transmise diminue lorsque les axes de transmission
forment un angle de 45°. L’intensité 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
l’axe 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 lorsqu’ils sont
croisés.
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Lumière
non polarisée
Polariseur
analyseur
Lumière
Axe de
transmission polarisée
I  I0 cos 
2
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Polarisation
par réflexion
En 1808, un jour qu’il 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 s’aperçut
que la lumière pouvait être
polarisée par réflexion.
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Polarisation
par réflexion
En 1815, Sir David Brewster
s’aperçut que, si l’angle d’incidence
est égal à l’angle de polarisation, le
rayon réfléchi et le rayon réfracté
sont perpendiculaire. Pour cet
angle, la lumière réfléchie est alors
totalement polarisée,
perpendiculairement au plan
d’incidence. La composante
parallèle ne la lumière incidente ne
disparaît pas, mais elle est réfractée
dans le verre.
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Faisceau de lumière non-polarisé incident sur une surface de réfraction:
Faisceau
incident
Faisceau
réfléchi
Faisceau
transmis
Faisceau
incident
Faisceau
réfléchi
Faisceau
transmis
Composante parallèle à la surface est davantage réfléchie
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La loi de Brewster
 Si l’angle d’incidence
est égal à l’angle de
polarisation P, le rayon
réfléchi et le rayon
réfracté sont tous les
deux polarisés.
n2
tan  P 
n1
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Application: lunette de soleil polarisée
Sans verre polarisant
Avec verre polarisant
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14
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Polarisation et biréfringence
 En 1669, en examinant
un petit objet à travers
un cristal de spath
d’Islande (calcite), E.
Bartholinius découvrit
deux images réfractées.
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Les rayons ordinaires et extraordinaire sortant d’un cristal
biréfringent sont polarisés
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 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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 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 l’effet
du champ E alternatif

Les charges oscillantes
rediffusent dans toutes
les directions
d’oscillation des ondes
polarisées puisque les
oscillations
longitudinales du champ
sont interdites
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Travail personnel
 Faire l’exemple 7.10
 Répondre à la question 14
 Solutionner l’exercice 37
 Aucun problème
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