Ondes électro-magnétiques

Présentation au sujet: "Ondes électro-magnétiques"— Transcription de la présentation:

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

2 Loi de Snell Soit l’interface entre 2 milieux Sens inverse
milieu 1 d’indice n1 milieu 2 d’indice n2 > n1 Sens inverse Chemin indentique

3 Réflexion totale Passage d’un milieu n2 à un milieu n1, n2 > n1
Verre:  42° Eau:  49°

4 Prisme et périscope Prisme Périscope

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

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 l Interférences destructives différence de marche = n l + l/2

7 Calcul de l’intensité en P
Différence de marche Interférence constructive

8 Calcul complet Intensité en P Distance entre 2 maxima

9 Polarisation linéaire
Direction de polarisation Direction d’oscillation de E Onde non polarisée Toutes les directions permises Onde linéairement polarisée 1 seule direction Décomposition d’une onde polarisée linéairement

10 Polarisation elliptique
Ondes Ex et Ey déphasées de p/2 Courbe décrite par E Si Ex,0 = Ey,0 = E0 Déphasage différent de p/2 Ellipse inclinée par rapport aux axes

11 Polarisations linéaire et circulaire

12 Polarisation par absorption sélective
Filtre idéal Axe de transmission Transmet si E est parallèle à l’axe Absorbe si E est perpendiculaire Loi de Malus Lumière polarisée E0 Décomposition de E0 en

13 Absorption sélective (2)
Polariseurs idéaux I = 0 si q = p/2 I = 1 si q = 0, p Polariseurs réels Polaroïd feuilles J: cristaux hérapathite (Land, 1928) Polaroïd feuilles K: longues molécules d’hydrocarbure + 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 Polarisation par réflexion
Plan d’incidence Direction d’incidence 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 d’incidence (s) Réflexion maximale Polarisation dans le plan d’incidence (p) Pas de réflexion

15 Angle de Brewster Définition Réflexion sur une surface
Angle d’incidence t.q. angle i-r = 90° Si n1= 1 (air) Réflexion sur une surface Polarisation préférentielle parallèle à la surface Lunettes Polaroïd: axe de transmission vertical

16 Réflectance Définition Dépend
Rapport entre l’intensité réfléchie et l’intensité incidente Dépend de la polarisation de l’angle d’incidence augmente avec i

17 Biréfringence Matériaux anisotropes Deux indices Ex. calcite (CaCO3)
Vitesse de propagation dépend de la direction de polarisation E parallèle à l’axe optique: v// E perpendiculaire à l’axe optique: v Deux indices

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 Lames quart-d’onde et demi-onde
Cristal coupé // à l’a. o. Rayon incident  à l’a. o. 2 rayons confondus, polarisation à 45° Ondes progressent avec des v différentes

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