POLARISATION

- I - Introduction.

  • Les phénomènes lumineux peuvent, selon la théorie électromagnétique, être considérés comme liés à la propagation simultanée d'un champ électrique E et d'un champ magnétique B, constamment perpendiculaires entre eux, ainsi qu'à la direction de propagation, et dont les valeurs sont des fonctions sinusoïdales du temps t. On raisonnera ci dessous sur le seul champ électrique E, auquel sont notamment dus les phénomènes lumineux.
  • Tout d'abord, les vibrations n'ont pas de composante parallèle à la direction de propagation.

  • Dans la lumière dite naturelle toutes les orientations, dans le plan perpendiculaire à la vitesse, sont équivalentes.

  

  • On peut cependant produire des lumières dites polarisées rectilignement, pour lesquelles le vecteur représentatif reste parallèle à une direction fixe particulière, son extrémité ayant alors une trajectoire rectiligne.

  • Il peut également se faire que, dans certaines conditions, son extrémité décrive une ellipse (polarisation elliptique)

 

  • ou un cercle (polarisation circulaire).

- II - Obtention de la lumière polarisée. Polarisation rectiligne.

- 1 - Polarisation par réflexion vitreuse

- 2 - Polarisation par double réfraction.

- 3 - Polaroïds.

- 4 - Polariseur et analyseur.

- 5 - Loi de Malus.Étienne Louis MALUS de MITRY(1775-1812), physicien et mathématicien français.

I = Io cos2a ; Io intensité incidente

- III - Polarisation elliptique.

- 1 - Vibration elliptique.

  • Soit P un point quelconque de la surface d'entrée de la lame, x'x et y'y les lignes neutres en ce point, et A la vibration d'une lumière polarisée. Nous pouvons décomposer A en deux projections portées par les lignes neutres.
  • x = A cos a et y = A sin a avec A = a cos wt.

- 2 - Montage d'étude.

 

A l'entrée de la lame

A la sortie de la lame

- 3 - Etude de la vibration obtenue - cas général.

x = x(t) = A cos a cos wt

y = y(t) = A sin a cos (wt - F)

la vibration a la même direction qu'à l'entrée ; en effet : y / x = tan a .

Ce cas correspond à d = k l ; la lame considérée est appelée "lame onde".

  • si K est impair :

on a : y / x = - tan a = tan(-a) ; la vibration possède à la sortie de la lame une direction symétrique de sa position d'entrée, par rapport aux axes neutres. 
  • Une telle lame, qui produit une différence de phase de F = (2k+1) p , c'est à dire une différence de marche de (2k+1)l/2 est appelée "lame 1/2 onde".

- III - Etude de lame à faces parallèles : 1/2 onde ou 1/4 onde.

- 1 - Lame onde.

- 2 - Lame demi onde.

- 3 - Lame quart d'onde.

1 ) A l'entrée de la lame

x = a cos a cos (wt)

y = a sin a cos(wt -f)

 

2 ) A la sortie de la lame. 

3 ) Cas particuliers.