Qu'est-ce que « États de polarisation » ? — Physique

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Définition 13.3 Physique universitaire — 2e année · অধ্যায় 13 — Ondes électromagnétiques planes et polarisation

Pour une OPPH selon $z$ , le champ dans un plan $z =$ const vaut

\vect E = E_{0x}\cos(\omega t - kz)\,\vect e_x + E_{0y}\cos(\omega t - kz - \varphi)\,\vect e_y ,

et l’extrémité de $\vect E$ décrit, en général, une ellipse : c’est la polarisation elliptique. Deux cas particuliers : $\varphi = 0$ ou $\pi$ , polarisation rectiligne selon une direction fixe faisant l’angle $\arctan(\pm E_{0y}/E_{0x})$ avec $x$ ; $E_{0x} = E_{0y}$ et $\varphi = \pm\pi/2$ , polarisation circulaire, $\vect E$ de module constant tournant à $\omega$ (droite ou gauche selon son sens de rotation, vu face à l’onde qui arrive). La lumière naturelle (non polarisée), d’une lampe ou du Soleil, est une succession de courts trains d’ondes de polarisations aléatoires et rapidement changeantes : aucune direction n’est privilégiée en moyenne. Toute polarisation se décompose en deux composantes rectilignes (ou deux circulaires).

À gauche : de la lumière naturelle à travers trois polariseurs à 0, 45 et 90 — celui du milieu en laisse passer un huitième à travers une paire qui, seule, bloquerait tout. À droite : la loi de Malus. — À gauche : de la lumière naturelle à travers trois polariseurs à $0^\circ$ , $45^\circ$ et $90^\circ$ — celui du milieu en laisse passer un huitième à travers une paire qui, seule, bloquerait tout. À droite : la loi de Malus.

উদাহরণ

Exemple 13.5 (Lunettes de soleil, écrans, photographies)

La lumière réfléchie sous une incidence rasante par l’eau ou l’asphalte est largement polarisée horizontalement (angle de Brewster, Chapitre 15) : des lunettes de soleil à axe de transmission vertical coupent le reflet et laissent le reste. Un écran à cristaux liquides émet une lumière polarisée : à travers un polariseur à $90{}^{\circ}$ il devient noir. Le filtre polarisant d’un photographe assombrit le ciel (la lumière diffusée est partiellement polarisée, Chapitre 17) et supprime les reflets sur les vitres.

Exemple 13.7 (Où l’on emploie les lames)

Une lame quart d’onde placée entre un polariseur et un miroir fait un isolateur optique : la lumière part circulaire, revient circulaire de sens opposé, est transformée par la lame en lumière rectiligne à $90{}^{\circ}$ du polariseur et absorbée — aucune réflexion ne revient vers le laser. Les images des deux yeux d’un film 3D sont projetées en polarisations circulaires opposées et triées par les sandwichs lame quart d’onde et polariseur des lunettes, qui fonctionnent encore quand on incline la tête (des polariseurs rectilignes ne le feraient pas). Une règle transparente entre polariseurs croisés montre des franges colorées : la contrainte rend le plastique biréfringent, et les ingénieurs lisent sur le motif les contraintes d’une maquette.

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