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TP cours d'optique: la polarisation
1. Rappel sur la définition de la polarisation de la lumière.
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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
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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)
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2. Lame biréfringeante
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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
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2. Lame biréfringeante
Repérer les deux directions privilégiées de la lame (axes neutres)Introduction d'un déphasage entre ces deux composantes
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3. Lames utilisées en TP3.1. Lame quart d'onde
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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
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3. Lames utilisées en TP3.2. Lame demi d'onde
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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
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3. Lames utilisées en TP3.3. Polariseur dichroïque
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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.
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4. Synthèse d'une lumière4.1. Synthèse d'une lumière Polarisée Rectilignement.
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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
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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
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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
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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
méthode 2. par diffusion: diffusion Rayleigh du bleu du ciel ou incidence de Brewster
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4. Synthèse et analyse d'une lumière Polarisée Rectilignement4.2. Analyse d'une lumière Polarisée Rectilignement: loi de Malus.
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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
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4. Synthèse et analyse d'une lumière Polarisée Rectilignement4.2. Analyse d'une lumière Polarisée Rectilignement: loi de Malus.
Loi de Malus
P1 P2
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4. Synthèse et analyse d'une lumière Polarisée Rectilignement4.2. Analyse d'une lumière Polarisée Rectilignement: loi de Malus.
Loi de Malus
P1 P2
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5. Synthèse et analyse d'une lumière Polarisée Elliptiquement.5.1. Synthèse d'une lumière Polarisée Elliptiquement.
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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
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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
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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
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5. Synthèse et analyse d'une lumière Polarisée Elliptiquement.5.2. Analyse d'une lumière polarisée.
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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