Polarisation SEIGNE JR, Clemenceau Nantes ´ Etats de polarisation de la lumi` ere D´ efinitions Un exemple Polarisation rectiligne Polarisation elliptique Conclusion Polarisation rectiligne Obtention Loi de Malus Pouvoir rotatoire Illustrations Polarisation SEIGNE JR, Clemenceau Nantes September 26, 2014 Polarisation SEIGNE JR, Clemenceau Nantes ´ Etats de polarisation de la lumi` ere D´ efinitions Un exemple Polarisation rectiligne Polarisation elliptique Conclusion ´ de polarisation de la lumi`ere 1 Etats D´efinitions Un exemple Polarisation rectiligne Polarisation elliptique Conclusion Polarisation rectiligne Obtention Loi de Malus Pouvoir rotatoire Illustrations 2 Polarisation rectiligne Obtention Loi de Malus Pouvoir rotatoire 3 Illustrations Polarisation SEIGNE JR, Clemenceau Nantes ´ Etats de polarisation de la lumi` ere On appelle plan de polarisation de l’onde lumineuse : D´ efinitions Un exemple Polarisation rectiligne Polarisation elliptique Conclusion - le plan form´e par le vecteur d’onde ~k et le champ ~. ´electrique E Polarisation rectiligne Obtention Loi de Malus Pouvoir rotatoire Illustrations On appelle direction de polarisation de l’onde lumineuse : ~ dans le plan - la direction prise par le champ ´electrique E perpendiculaire `a l’axe Oz, c’est-`a-dire le plan Oxy . Polarisation Onde ´electromagn´etique SEIGNE JR, Clemenceau Nantes ´ Etats de polarisation de la lumi` ere y D´ efinitions Un exemple x Polarisation rectiligne Polarisation elliptique Conclusion ~ ′) B(t Polarisation rectiligne t′ > t Obtention Loi de Malus ~ (t ′ ) E Pouvoir rotatoire Illustrations ~ (t) E ~ B(t) ~k z Polarisation Perception d’une polarisation SEIGNE JR, Clemenceau Nantes ´ Etats de polarisation de la lumi` ere y D´ efinitions x Un exemple Polarisation rectiligne Polarisation elliptique Conclusion t′ > t Polarisation rectiligne Obtention Loi de Malus Pouvoir rotatoire Illustrations ~ (t) E ~ (t ′ ) E ~k z b œil L’œil doit voir arriver l’onde ´electromagn´etique. Polarisation Polarisation rectiligne SEIGNE JR, Clemenceau Nantes ´ Etats de polarisation de la lumi` ere y +E0 −E0 D´ efinitions Un exemple Polarisation rectiligne Polarisation elliptique ~ (t ′ ) E z Conclusion b Polarisation rectiligne ~ (t) E O Obtention Loi de Malus Pouvoir rotatoire Illustrations ~ limites du segment d’´evolution de E ~ = E0x cos(ωt − kz)~ex + E0y cos(ωt − kz)~ey E Ici, on note que sur la figure E0y = 0. x Polarisation Repr´esentation du champ ´electrique SEIGNE JR, Clemenceau Nantes ´ Etats de polarisation de la lumi` ere ~E (t ) y D´ efinitions Un exemple Polarisation rectiligne Polarisation elliptique Conclusion Polarisation rectiligne Obtention Loi de Malus ~E (t′ ) z b O x Pouvoir rotatoire Illustrations ~ = E0x cos(ωt − kz)~ex + E0y cos(ωt − kz − ϕ)~ey E Polarisation ~ Trajectoire d´ecrite par E SEIGNE JR, Clemenceau Nantes ´ Etats de polarisation de la lumi` ere ~E (t ) y D´ efinitions Un exemple Polarisation rectiligne Polarisation elliptique Conclusion Polarisation rectiligne ~E (t′ ) z b O Obtention Loi de Malus Pouvoir rotatoire Illustrations Ey2 Ex2 2Ex Ey cos ϕ = sin2 ϕ + − 2 2 E0x E0y E0x E0y x Polarisation SEIGNE JR, Clemenceau Nantes ´ Etats de polarisation de la lumi` ere y y gauche droite x D´ efinitions Un exemple x Polarisations elliptiques Polarisation rectiligne Polarisation elliptique Conclusion Polarisation rectiligne Obtention y y y circulaire gauche circulaire droite x x rectiligne Loi de Malus Pouvoir rotatoire Illustrations Les trois situations de polarisation `a connaˆıtre : elliptique, circulaire et rectiligne. x SEIGNE JR, Clemenceau Nantes ´ Etats de polarisation de la lumi` ere D´ efinitions Un exemple Polarisation rectiligne Polarisation elliptique Conclusion Polarisation rectiligne Obtention Loi de Malus Pouvoir rotatoire Illustrations Polariseur rectiligne pour ondes centim´etriques direction non favoris´ee des mouvem ents des ´electrons Polarisation ex ~ x transmis E ~ey ~ y absorb´e E direction favoris´ee des mouvements des ´electrons Polarisation SEIGNE JR, Clemenceau Nantes ´ Etats de polarisation de la lumi` ere D´ efinitions Un exemple Polarisation rectiligne Polarisation elliptique Conclusion Un polariseur rectiligne P est un dispositif qui ne transmet que ~ parall`ele `a un axe privil´egi´e appel´e axe du la composante de E polariseur. Les plus courants sont les Polaro¨ıds. Le Polaro¨ıd est ~ avant le champ ´electrique de un milieu anisotrope. Si on note E l’onde non polaris´ee avant son arriv´ee sur le polariseur, on aura dans le cas d’une direction de polarisation sur ~ex : Polarisation rectiligne Obtention Loi de Malus Pouvoir rotatoire Illustrations ~ apr`es = E ~ avant · ~ex ~ex E On constate un effet de projection du champ ´electrique. Polarisation SEIGNE JR, Clemenceau Nantes ´ Etats de polarisation de la lumi` ere D´ efinitions Un exemple Polarisation rectiligne Lumi`ere non polaris´ee envoy´ee sur un polariseur rectiligne P de ~ apr`es P = E0 cos(ωt − kz)~ex . direction de transmission ~ex : E Cette onde arrive sur un second polariseur rectiligne l’analyseur A - dont la direction de polarisation ~ea fait un angle α avec ~ex . La loi de Malus d´etermine l’intensit´e obtenue apr`es A: Polarisation elliptique Conclusion Polarisation rectiligne Obtention ~ apr`esA = E0 cos α cos(ωt − k(z − d))~ea E Loi de Malus Pouvoir rotatoire Illustrations Iapr`esA = IavantA cos2 α π 3π Les valeurs particuli`eres de α = ou correspondent `a 2 2 l’extinction : Iapr`esA = 0. Polarisation SEIGNE JR, Clemenceau Nantes ´ Etats de polarisation de la lumi` ere D´ efinitions Un exemple Certaines substances font tourner la direction de polarisation de la lumi`ere polaris´ee rectilignement. Cet effet est li´e aux propri´et´es li´ees aux sym´etries du r´eseau cristallin. En chimie, des mol´ecules poss´edant un carbone asym´etrique ont aussi cette facult´e. Selon la loi de Biot, l’angle θ dont tourne la ~ est donn´e par : direction du champ ´electrique E Polarisation rectiligne Polarisation elliptique Conclusion Polarisation rectiligne θ = [θ]λ c ℓ Obtention Loi de Malus Pouvoir rotatoire Illustrations o` u [θ]λ est le pouvoir rotatoire sp´ecifique de la substance, c la concentration de la solution et ℓ la longueur parcourue par la lumi`ere dans la solution. [θ]λ d´epend de la temp´erature. Les substances peuvent ˆetre l´evogyres si elles font tourner la direction de polarisation dans le sens trigonom´etrique et dextrogyres dans le cas contraire. On dit que ces substances poss`edent une activit´ e optique. Polarisation SEIGNE JR, Clemenceau Nantes ´ Etats de polarisation de la lumi` ere D´ efinitions Un exemple Polarisation rectiligne Polarisation elliptique Conclusion Polarisation rectiligne Obtention Loi de Malus Pouvoir rotatoire Illustrations Polarisation par diffusion Polarisation SEIGNE JR, Clemenceau Nantes ´ Etats de polarisation de la lumi` ere D´ efinitions Un exemple Polarisation rectiligne Polarisation elliptique Conclusion Polarisation rectiligne Obtention Loi de Malus Pouvoir rotatoire Illustrations Polarisation par r´eflexion
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