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La polarisation Section 7.9 1. Points essentiels Plan doscillation La polarisation linéaire La loi de Malus Diverse façon de produire une lumière polarisée.

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1 La polarisation Section 7.9 1

2 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 2

3 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. 3

4 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). 4

5 Polarisation selon yPolarisation selon z 5

6 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. 6

7 Les lunettes de soleil polarisées 7 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.

8 Lumière non polarisée Polariseur Lumière polarisée Axe de transmission analyseur 8

9 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. 9

10 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. 10

11 Faisceau transmis Faisceau incident Faisceau incident Faisceau réfléchi Faisceau réfléchi Faisceau transmis Faisceau de lumière non-polarisé incident sur une surface de réfraction: Composante parallèle à la surface est davantage réfléchie 11

12 La loi de Brewster Si langle dincidence est égal à langle de polarisation P, le rayon réfléchi et le rayon réfracté sont tous les deux polarisés. 12

13 Application: lunette de soleil polarisée Sans verre polarisantAvec verre polarisant 13

14 14

15 15

16 Polarisation et biréfringence En 1669, en examinant un petit objet à travers un cristal de spath dIslande (calcite), E. Bartholinius découvrit deux images réfractées. 16

17 Les rayons ordinaires et extraordinaire sortant dun cristal biréfringent sont polarisés 17

18 Matériaux qui ont la propriété de: transmettre les ondes dont le champ électrique est orienté selon un certain axe absorber les autres ex : polaroid 18

19 La composante du champ E parallèle aux chaînes de conduction est absorbée alors que la composante perpendiculaire est transmise 19

20 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 20

21 21

22 Travail personnel Faire lexemple 7.10 Répondre à la question 14 Solutionner lexercice 37 Aucun problème 22


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