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TP cours d'optique: la polarisation

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1. Rappel sur la définition de la polarisation de la lumière.




1. Rappel sur la définition de la polarisation de la lumière.La polarisation d'une onde électromagnétique fait référence à la direction du champ électrique de l'onde

Xdirection de prop

Polarisation elliptique gauche

y

z

Polarisation circulaire gauche

y




1. Rappel sur la définition de la polarisation de la lumière.La polarisation rectiligne selon Oy

La lumière naturelle est elle non polariséeLumière émise en train d'onde ou paquet d'onde, chaque train d'onde est P.E. mais cette P.E. varie aléatoirement d'un train d'onde à l'autre (E0y zt E0z varient très rapidement)




2. Lame biréfringeante




2. Lame biréfringeanteExple du Quartz: milieu diélectrique linéaire homogène anisotropetaillé pour qu'il n'y ait que des coefficients diagonaux

Milieu ou lame avec deux indices différents selon la direction de polarisation




2. Lame biréfringeante

Repérer les deux directions privilégiées de la lame (axes neutres)Introduction d'un déphasage entre ces deux composantes




3. Lames utilisées en TP3.1. Lame quart d'onde




3. Lames utilisées en TP3.1. Lame quart d'onde

Lame λ/4 introduit un différence de marche de λ/4 entre les deux composantes (= déphasage de π/2 = retard de T/4) des axes neutres




3. Lames utilisées en TP3.2. Lame demi d'onde




3. Lames utilisées en TP3.2. Lame demi d'onde

Lame λ/2 introduit un différence de marche de λ/2 entre les deux composantes (= déphasage de π = retard de T/2) des axes neutres




3. Lames utilisées en TP3.3. Polariseur dichroïque




3. Lames utilisées en TP3.3. Polariseur dichroïque

milieu transparent pour une direction et absorbant dans direction orthogonale, il ne laisse passer que la composante de la lumière dans la direction de l'axe transparent.Après le polariseur, la lumière est polarisée rectilignement, dans la direction imposée par le polariseur.




4. Synthèse d'une lumière4.1. Synthèse d'une lumière Polarisée Rectilignement.




4. Synthèse et analyse d'une lumière Polarisée Rectilignement4.1. Synthèse d'une lumière Polarisée Rectilignement. à partir d'une lumière polariséeméthode 1. avec un polariseur dichroïque de direction

le polariseur projette le champ électrique sur la direction






y

z

y

z

y

z






y

z

y

z

y

z






méthode 2. par diffusion: diffusion Rayleigh du bleu du ciel ou incidence de Brewster




4. Synthèse et analyse d'une lumière Polarisée Rectilignement4.2. Analyse d'une lumière Polarisée Rectilignement: loi de Malus.





P1 P2

y

z

y

z

y

z





Loi de Malus

P1 P2





Loi de Malus

P1 P2




5. Synthèse et analyse d'une lumière Polarisée Elliptiquement.5.1. Synthèse d'une lumière Polarisée Elliptiquement.




5. Synthèse et analyse d'une lumière Polarisée Elliptiquement.5.1. Synthèse d'une lumière Polarisée Elliptiquement. à partir d'une P.R. et d'une lame λ/4 Etape 1: repérage des lignes neutres (ou axes neutres) de la lame

La PR est inchangée selon les axes neutres




5. Synthèse et analyse d'une lumière Polarisée Elliptiquement.5.1. Synthèse d'une lumière Polarisée Elliptiquement. à partir d'une P.R. et d'une lame λ/4 Etape 2: synthèse de la P.E. voulue

y

z

y

z




5. Synthèse et analyse d'une lumière Polarisée Elliptiquement.5.1. Synthèse d'une lumière Polarisée Elliptiquement. à partir d'une P.R. et d'une lame λ/4 Etape 2: synthèse de la P.E. Voulue

Rq: retrouve résultat des axes neutres pour α=0 et α=π/2

Rq 2: PC pour α=π/4




5. Synthèse et analyse d'une lumière Polarisée Elliptiquement.5.2. Analyse d'une lumière polarisée.




5. Synthèse et analyse d'une lumière Polarisée Elliptiquement.5.2. Analyse d'une lumière polarisée.

Lumière incidente

Min nulP.R.

Min non nulP.E.

Pas de minP.C. ou N.P.

Min nulP.C.

Pas de min N.P.

Analyse par rotation d'un polariseur

Analyse avec λ/4 avant le polariseur


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