Chapitre II

Polarisation
H. EL RHALEB
Université Mohammed V, Rabat, Agdal Faculté des Sciences, Département de Physique, Laboratoire de Physique Théorique Equipe Photonique elrhaleb@fsr.ac.ma

Ce chapitre aborde le caractère vectoriel de la lumière. Dans les chapitres qui vont suivre, les milieux transparents vont être considérés isotropes. Or, il existe des milieux pour lesquels les propriétés optiques dépendent de la direction. Pour de tels milieux anisotropes, la description vectorielle devient nécessaire.

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I - Le modèle vectoriel
I.1 - Le vecteur lumineux
Le modèle ondulatoire est un modèle vectoriel. Par exemple les équations de Maxwell dans le vide conduisent ! des solutions « ondes planes » telles que le ! à ! trièdre ( E , B , k) est direct. Le vecteur lumineux n’est autre que le vecteur champ électrique de l’onde électromagnétique, c’est le seul auquel soient sensibles les récepteurs usuels (œil, cellule photoélectrique, etc.) est s’écrit donc :

! u : vecteur unitaire transversal
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I - Le modèle vectoriel
I.2 - Les différentes polarisations I.2.1 – la lumière naturelle
Une lumière est dite naturelle si dans le plan de ! vibration, le champ E ne présente aucune direction ! privilégiée. Les composantes du vecteur vibrant E n ont aucune relation de phase. La configuration du vecteur vibrant à l instant t + Δt est ! E complètement différente de celle de l instant t. Ce changement est lié au caractère totalement aléatoire de l émission lumineuse.

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I - Le modèle vectoriel
I.2.2 – La lumière polarisée
Une onde est dite polarisée si les composantes du ! vecteur champ électrique E, ont une relation de phase. a – Description dans un plan d onde Pour décrire le champ, on se place dans le plan xy et on ! décrit l évolution du vecteur E .

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I - Le modèle vectoriel
- Si, φ2 – φ1 = 0, le champ garde une direction fixe, la polarisation est rectiligne. - Si, φ2 – φ1 = π, le champ garde encore une direction fixe, la polarisation