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Ondes électro-magnétiques 2ème partie: réflexion, réfraction et polarisation.

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1 Ondes électro-magnétiques 2ème partie: réflexion, réfraction et polarisation

2 2 Loi de Snell Soit linterface entre 2 milieux milieu 1 dindice n 1 milieu 2 dindice n 2 > n 1 Sens inverse Chemin indentique

3 3 Réflexion totale Passage dun milieu n 2 à un milieu n 1, n 2 > n 1 Verre: 42° Eau: 49°

4 4 Prisme et périscope Prisme Périscope

5 5 Mirages n dépend de la température n quand T T plus élevée au sol

6 6 Interférence lumineuse: diffraction 2 sources ponctuelles cohérentes même fréquence même phase Intensité en P somme vectorielle des champs E Interférences constructives différence de marche = n Interférences destructives différence de marche = n

7 7 Calcul de lintensité en P Différence de marche Interférence constructive

8 8 Calcul complet Intensité en P Distance entre 2 maxima

9 9 Polarisation linéaire Direction de polarisation Direction doscillation de E Onde non polarisée Toutes les directions permises Onde linéairement polarisée 1 seule direction Décomposition dune onde polarisée linéairement

10 10 Polarisation elliptique Ondes E x et E y déphasées de /2 Courbe décrite par E Si E x,0 = E y,0 = E 0 Déphasage différent de /2 Ellipse inclinée par rapport aux axes

11 11 Polarisations linéaire et circulaire Linéaire Circulaire

12 12 Polarisation par absorption sélective Filtre idéal Axe de transmission Transmet si E est parallèle à laxe Absorbe si E est perpendiculaire Loi de Malus Lumière polarisée E 0 Décomposition de E 0 en

13 13 Absorption sélective (2) Polariseurs idéaux I = 0 si = /2 I = 1 si = 0, Polariseurs réels Polaroïd feuilles J: cristaux hérapathite (Land, 1928) Polaroïd feuilles K: longues molécules dhydrocarbure + iode -Conductivité dans le sens des chaînes -Absorption si E est parallèle aux chaînes -Axe de transmission PERPENDICULAIRE aux chaînes -Analogue au polariseur à grille

14 14 Plan dincidence Direction dincidence Normale à la surface Oscillation des dipôles Perpendiculaire au rayon transmis Donne naissance aux 2 rayons Seule la composante au rayon réfléchi permise Si angle i-r = 90° Polarisation perpendiculaire au plan dincidence (s) -Réflexion maximale Polarisation dans le plan dincidence (p) -Pas de réflexion Polarisation par réflexion

15 15 Angle de Brewster Définition Angle dincidence t.q. angle i-r = 90° Si n 1 = 1 (air) Réflexion sur une surface Polarisation préférentielle parallèle à la surface Lunettes Polaroïd: axe de transmission vertical

16 16 Réflectance Définition Rapport entre lintensité réfléchie et lintensité incidente Dépend de la polarisation de langle dincidence -augmente avec i

17 17 Biréfringence Matériaux anisotropes Ex. calcite (CaCO 3 ) Vitesse de propagation dépend de la direction de polarisation E parallèle à laxe optique: v // E perpendiculaire à laxe optique: v Deux indices

18 18 Biréfringence (2) Axe optique dans le plan du dessin Composantes polarisées perpendiculairement -v (rayon ordinaire, suit la loi de Snell) Composantes polarisées parallèlement -v dépend de la direction (rayon extraordinaire, dévié) -Limite: v // Lumière sortante: polarisée

19 19 Lames quart-donde et demi-onde Cristal coupé // à la. o. Rayon incident à la. o. 2 rayons confondus, polarisation à 45° Ondes progressent avec des v différentes

20 20 Différence de phase Epaisseur Lames quart-donde et demi-onde (2)


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