La polarisation de la lumière donne de la couleur au scotch !

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1 La polarisation de la lumière donne de la couleur au scotch !
Qu’est ce que la polarisation de la lumière ? La lumière est une onde. Quand elle se déplace, cette onde peut vibrer dans différentes directions. La direction de vibration est ce qu ’on appelle la polarisation. Les vagues à la surface de l’eau sont aussi des ondes. Elles n’ont qu’une direction de polarisation possible (verticale) puisque la vague sort de l’eau verticalement. Un serpent avançant sur le sable peut être vu comme une onde de polarisation horizontale. Polarisation verticale Polarisation horizontale Comment polarise-t-on la lumière ? La lumière est en général composée d’un mélange d’ondes de polarisations diverses. On peut la polariser dans une certaine direction en utilisant un filtre polarisant, qui agit comme une grille en ne laissant passer que les ondes qui vibrent dans une direction particulière. Quelques applications de la polarisation : En photographie : la lumière diffusée par un ciel bleu est aussi polarisée. Cet effet bien connu des photographes permet, en plaçant un filtre polarisant contre l’objectif de l’appareil photo, d’obtenir un ciel bien contrasté, d’un bleu plus profond. Filtre anti-reflet : lorsque la lumière se réfléchit sur une surface lisse, elle devient polarisée. On peut donc éliminer un reflet avec un filtre polarisant de direction perpendiculaire à la polarisation du reflet. C ’est aussi le principe des lunettes de glacier ou de pêcheur : les verres contiennent un filtre polarisant permettant d’atténuer les reflets éblouissants sur la glace ou l’eau. avec filtre polarisant Au Futuroscope : projection de films en 3D (deux images différentes sont projetées l’une sur l’autre, et polarisées dans deux directions perpendiculaires ; le spectateur est équipé de lunettes à filtres polarisants de façon à ce que ses yeux voient chacun une projection, d’où l’impression de relief). Le scotch, incolore en éclairage naturel, devient coloré en lumière polarisée. Ceci est dû à un phénomène d’interférences. Qu’est-ce que les interférences ? Deux ondes lumineuses ne s’ajoutent pas de la même façon suivant qu’elles se rencontrent en phase (leurs “creux” et leurs “bosses” se trouvent au même endroit) ou non. Il se passe alors un phénomène physique surprenant : lumière + lumière = encore plus de lumière : les deux ondes se « renforcent » lumière + lumière = obscurité ! les deux ondes se « détruisent » Pourquoi voit-on des couleurs ? Les interférences dépendent de la longueur d’onde de la lumière, donc de sa couleur. En renforçant certaines couleurs et en en détruisant d’autres, elles transforment la lumière blanche en lumière colorée. Lorsque de la lumière traverse un ruban de scotch, elle ne va pas à la même vitesse suivant qu’elle vibre dans la direction du ruban ou dans la direction perpendiculaire. Les ondes polarisées se déphasent en traversant le scotch (une onde sortira en avance par rapport à l’autre), ce qui produit des interférences, donc de la couleur. Cette couleur dépend à la fois de l’épaisseur du scotch et de son orientation. lumière polarisée une polarisation sort en retard on voit la couleur complémentaire de celle détruite par interférences Scotch filtre polarisant Nos yeux (contrairement à ceux des abeilles) ne sont pas sensibles à la polarisation. Pour voir ces couleurs, il faut donc regarder à travers un filtre polarisant. Lorsque la polarisation fait apparaître des couleurs : applications En microscopie, on utilise la polarisation pour faire apparaitre des couleurs dans l’image d’objets transparents (cristaux, fibres, …). Cette couleur interférentielle dépend à la fois du type de matériau, de son épaisseur et de son orientation. Fibres textiles (Tencel) Photoélasticimétrie : visualisation de contraintes dans des matériaux (plexiglas). Conglomérat de quartz