Physique quantique au lycée - Concepts de base: polarisation du

Physique quantique au lyc´ee
Concepts de base:
polarisation du photon et autres syst`emes `a deux niveaux
Christian Ferrari et Valerio Scarani
Cours de formation CRP/CPS
Champ´ery, 21 septembre 2011

La polarisation de la lumi`ere et du photon Autres syst`emes `a deux niveaux L’´evolution des ´etats L’intrication Ref
Plan de l’expos´e
La polarisation de la lumi`ere et du photon
D’autres syst`emes `a deux niveaux
L’´evolution des ´etats
L’intrication
R´ef´erences
BUT: pr´esentation simplifi´ee des concepts fondamentaux de la
physique quantique.
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La polarisation de la lumi`ere
La lumi`ere consiste en un champ ´electrique ~ Eet un champ
magn´etique ~ Borthogonaux, qui oscillent dans une direction
perpendiculaire `a la direction de propagation.
x
y
z
~
E
~
B
La polarisation de la lumi`ere d´ecrit la direction d’oscillation
du champ ´electrique.
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Notation vectorielle pour la polarisation lin´eaire
Correspondance 1-2: direction ↔vecteur.
Donc: possibilit´e de d´ecrire la polarisation avec un vecteur
~e de R2. Mais attention ~e et −~e d´ecrivent la mˆeme
polarisation.
Deux polarisations orthogonales: Het V, associ´ees aux
vecteurs orthogonaux ~eHet ~eV.{~eH, ~eV}base de R2.
La polarisation d’angle αpar rapport `a ~eHest d´ecrite par
~eα= cos(α)~eH+ sin(α)~eV,
et la polarisation orthogonale est d´ecrite par
~eα⊥=−sin(α)~eH+ cos(α)~eV.
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Le polarisateur
Un polarisateur est un mat´eriau qui, grˆace a sa structure
cristalline, poss`ede un axe pr´ef´er´e.
Le polarisateur agit comme un filtre, vu que la polarisation est
d´ecrite par un vecteur, il transmet la composante parall`ele `a
son axe et absorbe ou refl`ete celle qui en est perpendiculaire.
Seulement une partie de la lumi`ere est transmise.
~
Ein
~
Eout
α
Un polarisateur permet de mesurer la polarisation dans une
direction donn´ee (et dans la direction perpendiculaire).
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