POLARISATION OPTIQUE

-polarisation optique

Il s’agit ici des ondes électromagnétiques particulières dites ondes lumineuses (photons de lumière) La partie électrique de leur onde est perceptible grâce au champ électrique (E) qui vibre longitudinalement dans le sens du déplacement de l’onde.La partie magnétique est perceptible par le champ magnétique (B) qui vibre perpendiculairement au précédent et tout cela de façon aléatoire, non linéairement.

Mais si l'un de ces 2 champs vibre dans une seule et constante direction, on dit que la lumière est polarisée (c’est une polarisation optique)

 

Les causes de la naissance de cette polarisation optique peuvent être >>>  

-une réflexion optique

-une réflexion-transmission

-une transmission-réflexion

-une double réfraction (dans certains cristaux biréfringents) d’origine naturelle ou provoquée

-une rotation de la lumière, provoquée à l’aide de polarisateur (dans le quartz ou dans des solutions sucrées)

 

La mesure de la polarisation est cernée par un nombre non dimensionnel (i*), qui est le rapport entre des intensités lumineuses -voir chapitre sous ce nom-

Elle est  définie par   i*= (P’– P’m) / (P’M+ P’m)         où P’et P’sont respectivement les intensités lumineuses (les puissances spatiales) maxi et mini relevées au cours de la rotation du polariseur

 

La rotation spécifique est l’angle de rotation d’une lumière polarisée, dans une solution liquide  C'est   θ = K.l.B’     où θ(rad)= angle de rotation de la lumière polarisée

 K(dimensionnel)= constante caractéristique du corps soluté

 l(m)= épaisseur traversée

 B’(mol/m3)= concentration molaire volumique du soluté

 

Angle de Brewster

 Dans une réflexion-réfraction optique: si un rayon incident arrivant sur un dioptre est polarisé perpendiculairement au plan de la lumière incidente, l’angle entre le rayon (fort discrètement) réfléchi et le rayon réfracté est un angle droit.

 L'angle d'incidence (θ) qui permet ce phénomène est appelé angle de Brewster et répond à la relation  tg θ = n*/ n*i      (où n*et n*i = indices de réfraction des milieux réfringent et incident)

 

Loi de Malus (réflexion)

 Si un rayon lumineux est polarisé, et dès lors qu’il a été réfléchi sur 2 plans, selon un itinéraire    A, B, C, D >>> l’intensité lumineuse résultante est   P’ = P’0.cos²θ 

avec P’(lx-m²/sr)= intensité lumineuse réfléchie 

P’0(cd)= intensité lumineuse maximale (quand les plans sont parallèles) 

θ(rad)= angle formé par les 2 plans des rayons AB - BC et BC-CD

 

Effet Hanle

 la polarisation d’une lumière déjà polarisée est atténuée si un champ magnétique (même faible)  lui est en outre appliqué

 

Filtres, verres et prismes polarisants

La lumière polarisée naturelle, créée par des objets très réfléchissants, provoque des excès d’éblouissements et de reflets, néfastes au confort de la vision (de l’oeil)

Un verre polarisant (on devrait dire ‘’dépolarisant’’) empêche le passage de lumière polarisée et atténue les réflexions, au bénéfice d’une vision sans reflets, avec meilleur contraste

Un filtre polarisant a le même rôle, mais pour un appareil photo (il a toutefois l’inconvénient d’atténuer fortement la quantité de lumière)

Un prisme polarisant est un appareil permettant de séparer 2 directions de polarisations différentes

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Polariseur et analyseur

Un polariseur est un appareil (souvent un simple morceau de plastique translucide) permettant de sélectionner une direction de polarisation.

L’analyseur est un outil du même genre, en général associé à un premier polariseur, mais qui sélectionne une autre direction polarisatrice

 

Planétologie

l’étude de la polarisation de la lumière de provenance astrale, permet de déterminer des paramètres spécifiques de l’astre (type de surface, nuages ambiants, type d’atmosphère….)

Trois paramètres sont usuellement requis : le pourcentage de polarisation linéaire, le pourcentage de polarisation circulaire et la direction du vecteur polarisation.

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