La La polarisationpolarisation

SSection 7.9ection 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. 3

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 z5

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

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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.

2 0 cos II

Lumière non polarisée Polariseur

Lumière polarisée

Axe de transmission

analyseur

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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 réflexionEn 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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Faisceautransmis

Faisceauincident

Faisceauincident

Faisceauréfléchi

Faisceauréfléchi

Faisceautransmis

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 l’angle d’incidence

est égal à l’angle de polarisation P, le rayon réfléchi et le rayon réfracté sont tous les deux polarisés.

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tanP =n2

n1

Application: lunette de soleil polarisée

Sans verre polarisant Avec verre polarisant

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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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