objectifs D’apprentissage
à la fin de cette section, vous pourrez
- discuter de la signification de la polarisation.
- discuter de la propriété de l’activité optique de certains matériaux.
Les lunettes de soleil Polaroid sont familières à la plupart d’entre nous. Ils ont une capacité particulière à couper l’éblouissement de la lumière réfléchie par l’eau ou le verre (voir Figure 1). Les polaroïdes ont cette capacité en raison d’une onde caractéristique de la lumière appelée polarisation. Qu’est-ce que la polarisation? Comment est-il produit? Quelles sont certaines de ses utilisations?, Les réponses à ces questions sont liées au caractère ondulatoire de la lumière.
la Figure 1. Ces deux photographies d’une rivière montrer l’effet d’un filtre polarisant en réduisant l’éblouissement de la lumière réfléchie par la surface de l’eau. La partie (b) de cette Figure a été prise avec un filtre polarisant et la partie (a) ne l’a pas été. En conséquence, la réflexion des nuages et du ciel observée dans la partie (a) n’est pas observée dans la partie (b). Les lunettes de soleil polarisantes sont particulièrement utiles sur la neige et l’eau., (crédit: Amithshs, Wikimedia Commons)
la Figure 2. Une onde EM, telle que la lumière, est une onde transversale. Les champs électriques et magnétiques sont perpendiculaires à la direction de propagation.
la Lumière est un type d’onde électromagnétique (EM). Comme indiqué précédemment, les ondes EM sont des ondes transversales constituées de champs électriques et magnétiques variables qui oscillent perpendiculairement à la direction de propagation (voir Figure 2). Il existe des directions spécifiques pour les oscillations des champs électriques et magnétiques., La polarisation est l’attribut selon lequel les oscillations d’une onde ont une direction définie par rapport à la direction de propagation de l’onde. (Ce n’est pas le même type de polarisation que celui discuté pour la séparation des charges.) Les ondes ayant une telle direction sont dites polarisées. Pour une onde EM, nous définissons la direction de polarisation comme étant la direction parallèle au champ électrique. Ainsi, nous pouvons penser que les flèches de champ électrique montrent la direction de polarisation, comme sur la Figure 2.
pour examiner cela plus en détail, considérez les ondes transversales dans les cordes illustrées à la Figure 3., Les oscillations dans une corde sont dans un plan vertical et sont dites polarisées verticalement. Ceux de l’autre corde sont dans un plan horizontal et sont polarisés horizontalement. Si une fente verticale est placée sur la première corde, les vagues passent à travers. Cependant, une fente verticale bloque les ondes polarisées horizontalement. Pour les ondes EM, la direction du champ électrique est analogue aux perturbations sur les cordes.
la Figure 3., Les oscillations transversales d’une corde sont dans un plan vertical et celles de l’autre corde sont dans un plan horizontal. Le premier est dit être à polarisation verticale, et l’autre est dite polarisée horizontalement. Les fentes verticales passent les ondes polarisées verticalement et bloquent les ondes polarisées horizontalement.
la Figure 4. La flèche élancée représente un rayon de lumière non polarisée. Les flèches en gras représentent la direction de polarisation des ondes individuelles composant le rayon., Puisque la lumière n’est pas polarisée, les flèches pointent dans toutes les directions.
Le Soleil et de nombreuses autres sources lumineuses produisent des ondes polarisées de façon aléatoire (Voir Figure 4). Une telle lumière est dite non polarisée car elle est composée de nombreuses ondes avec toutes les directions possibles de polarisation. Les matériaux Polaroid, inventés par le fondateur de Polaroid Corporation, Edwin Land, agissent comme une fente polarisante pour la lumière, ne permettant que la polarisation dans une direction de passer à travers. Les filtres polarisants sont composés de longues molécules alignées dans une direction., En considérant les molécules comme autant de fentes, analogues à celles des cordes oscillantes, nous pouvons comprendre pourquoi seule la lumière avec une polarisation spécifique peut passer. L’axe d’un filtre polarisant est la direction le long de laquelle le filtre passe le champ électrique d’une onde EM (voir Figure 5).
la Figure 5. Un filtre polarisant a un axe de polarisation qui agit comme une fente traversant des champs électriques parallèles à sa direction. La direction de polarisation d’une onde EM est définie comme étant la direction de son champ électrique.,
La Figure 6 montre l’effet de deux filtres polarisants sur la lumière non polarisée à l’origine. Le premier filtre polarise la lumière le long de son axe. Lorsque les axes des premier et second filtres sont alignés (parallèles), alors toute la lumière polarisée passée par le premier filtre est également passée par le second. Si le second filtre polarisant est tourné, seule la composante de la lumière parallèle à l’axe du second filtre est passée. Lorsque les axes sont perpendiculaires, aucune lumière n’est passée par la seconde.
la Figure 6., L’effet de la rotation de deux filtres polarisants, où le premier polarise la lumière. (a) toute la lumière polarisée est passée par le second filtre polarisant, parce que son axe est parallèle au premier. (b) lorsque la seconde est tournée, seule une partie de la lumière passe. c) Lorsque la seconde est perpendiculaire à la première, aucune lumière n’est transmise. d) sur cette photographie, un filtre polarisant est placé au-dessus de deux autres. Son axe est perpendiculaire au filtre à droite (zone sombre) et parallèle au filtre à gauche (zone plus claire). (crédit: P. P., Urone)
la Figure 7. Un filtre polarisant transmet uniquement la composante de l’onde parallèle à son axe, , réduisant l’intensité de toute lumière non polarisée parallèlement à son axe.
Seule la composante de l’onde EM parallèle à l’axe d’un filtre est passé. Appelons l’angle entre la direction de polarisation et l’axe d’un filtre θ. Si le champ électrique a une amplitude E, alors la partie transmise de l’onde a une amplitude e cos θ (Voir Figure 7)., L’intensité d’une onde étant proportionnelle à son amplitude au carré, l’intensité I de l’onde transmise est liée à l’onde incidente par I = I0 cos2 θ, Où I0 est l’intensité de l’onde polarisée avant de passer à travers le filtre. (L’équation ci-dessus est connue sous le nom de loi de Malus.)
Exemple 1. Calcul de la réduction D’intensité par un filtre polarisant
quel angle est nécessaire entre la direction de la lumière polarisée et l’axe d’un filtre polarisant pour réduire son intensité de 90,0%?
Stratégie
Lorsque l’intensité est réduite par 90.0%, il est de 10,0% ou 0.,100 fois sa valeur d’origine. Autrement dit, I = 0.100i0. En utilisant cette information, l’équation I = I0 cos2 θ Peut être utilisée pour résoudre l’angle nécessaire.
la Solution
la Résolution de l’équation I = I0 cos2 θ pour cos θ et de substituer à la relation entre I et I0 donne
\displaystyle\cos\theta=\sqrt{\frac{I}{I_0}}=\sqrt{\frac{0.100 I_0}{I_0}}=0.3162\\
la Résolution de θ rendements θ = cos−1 0.3162 = 71.6°.
Discussion
un angle assez grand entre la direction de polarisation et l’axe du filtre est nécessaire pour réduire l’intensité à 10.,0% de sa valeur d’origine. Cela semble raisonnable basé sur l’expérimentation de films polarisants. Il est intéressant de noter que, sous un angle de 45º, l’intensité est réduite à 50% de sa valeur d’origine (comme vous le montrerez dans les problèmes de cette section & exercices). Notez que 71,6 º est 18,4 º de réduire l’intensité à zéro, et qu’à un angle de 18,4 º, l’intensité est réduite à 90,0% de sa valeur d’origine (comme vous le montrerez également dans Problems & exercices), ce qui témoigne de la symétrie.,
polarisation par réflexion
Maintenant, vous pouvez probablement deviner que les lunettes de soleil Polaroid coupent l’éblouissement dans la lumière réfléchie parce que cette lumière est polarisée. Vous pouvez vérifier cela par vous-même en tenant des lunettes de soleil Polaroid devant vous et en les tournant tout en regardant la lumière réfléchie par l’eau ou le verre. Lorsque vous tournez les lunettes de soleil, vous remarquerez que la lumière devient brillante et faible, mais pas complètement noire. Cela implique que la lumière réfléchie est partiellement polarisée et ne peut pas être complètement bloquée par un filtre polarisant.,
la Figure 8. Polarisation par réflexion. La lumière non polarisée a des quantités égales de polarisation verticale et horizontale. Après interaction avec une surface, les composants verticaux sont préférentiellement absorbés ou réfractés, laissant la lumière réfléchie plus polarisée horizontalement. Cela s’apparente à des flèches frappant sur leurs côtés qui rebondissent, tandis que les flèches frappant sur leurs pointes vont à la surface.
La Figure 8 illustre ce qui se passe lorsque la lumière non polarisée est réfléchie par une surface., La lumière polarisée verticalement est préférentiellement réfractée à la surface, de sorte que la lumière réfléchie est laissée plus polarisée horizontalement. Les raisons de ce phénomène dépassent le cadre de ce texte, mais un mnémonique pratique pour s’en souvenir est d’imaginer la direction de polarisation comme une flèche. La polarisation verticale serait comme une flèche perpendiculaire à la surface et serait plus susceptible de coller et de ne pas être réfléchie. La polarisation horizontale est comme une flèche rebondissant sur le côté et serait plus susceptible d’être réfléchie., Les lunettes de soleil à axes verticaux bloqueraient alors plus de lumière réfléchie que de lumière non polarisée provenant d’autres sources.
étant donné que la partie de la lumière qui n’est pas réfléchie est réfractée, la quantité de polarisation dépend des indices de réfraction du milieu impliqué. On peut montrer que la lumière réfléchie est complètement polarisée à un angle de réflexion θb, donné par \tan \ theta_ {\text {b}}=\frac{n_2} {n_1}\\, où n1 est le milieu dans lequel la lumière incidente et réfléchie voyage et n2 est l’indice de réfraction du milieu qui forme l’interface qui réfléchit la lumière., Cette équation est connue sous le nom de loi de Brewster, et θb est connu sous le nom d’angle de Brewster, du nom du physicien écossais du 19ème siècle qui les a découverts.
choses grandes et petites: explication atomique des filtres polarisants
les filtres polarisants ont un axe de polarisation qui agit comme une fente. Cette fente passe les ondes électromagnétiques (souvent la lumière visible) qui ont un champ électrique parallèle à l’axe. Ceci est accompli avec de longues molécules alignées perpendiculairement à l’axe comme le montre la Figure 9.
la Figure 9., Longues molécules sont alignés perpendiculairement à l’axe d’un filtre polarisant. La composante du champ électrique dans une onde EM perpendiculaire à ces molécules passe à travers le filtre, tandis que la composante parallèle aux molécules est absorbée.
La Figure 10 illustre comment la composante du champ électrique parallèle aux molécules longues est absorbée. Une onde électromagnétique est composée de champs électriques et magnétiques oscillants. Le champ électrique est fort par rapport au champ magnétique et est plus efficace pour exercer une force sur les charges dans les molécules., Les particules chargées les plus affectées sont les électrons dans les molécules, car les masses d’électrons sont petites. Si l’électron est forcé d’évoluer, il peut absorber l’énergie de l’onde EM. Cela réduit les champs dans l’onde et, par conséquent, réduit son intensité. Dans les molécules longues, les électrons peuvent plus facilement osciller parallèlement à la molécule que dans la direction perpendiculaire. Les électrons sont liés à la molécule et sont plus limités dans leur mouvement perpendiculaire à la molécule. Ainsi, les électrons peuvent absorber les ondes électromagnétiques qui ont une composante de leur champ électrique parallèle à la molécule., Les électrons sont beaucoup moins sensibles aux champs électriques perpendiculaires à la molécule et permettront à ces champs de passer. Ainsi l’axe du filtre polarisant est perpendiculaire à la longueur de la molécule.
la Figure 10. Conception de l’artiste d’un électron dans une longue molécule oscillant parallèlement à la molécule. L’oscillation de l’électron absorbe de l’énergie et réduit l’intensité de la composante de l’onde EM qui est parallèle à la molécule.,
la Polarisation par Diffusion
la Figure 11. Polarisation par diffusion. La diffusion de la lumière non polarisée des molécules d’air secoue leurs électrons perpendiculairement à la direction du rayon d’origine. La lumière diffusée a donc une polarisation perpendiculaire à la direction d’origine et aucun parallèle à la direction d’origine.
Si vous tenez vos lunettes de soleil Polaroid devant vous et les faites pivoter tout en regardant le ciel bleu, vous verrez le ciel devenir lumineux et sombre., C’est une indication claire que la lumière diffusée par l’air est partiellement polarisée. La Figure 11 illustre comment cela se produit. Puisque la lumière est une onde em transversale, elle fait vibrer les électrons des molécules d’air perpendiculairement à la direction dans laquelle elle se déplace. Les électrons rayonnent alors comme de petites antennes. Comme ils oscillent perpendiculairement à la direction du rayon lumineux, ils produisent un rayonnement EM polarisé perpendiculairement à la direction du rayon., Lorsque l’on regarde la lumière le long d’une ligne perpendiculaire au rayon d’origine, comme sur la Figure 11, Il ne peut y avoir de polarisation dans la lumière diffusée parallèlement au rayon d’origine, car cela nécessiterait que le rayon d’origine soit une onde longitudinale. Le long d’autres directions, une composante de l’autre polarisation peut être projetée le long de la ligne de visée, et la lumière diffusée ne sera que partiellement polarisée. En outre, la diffusion multiple peut apporter de la lumière à vos yeux d’autres directions et peut contenir différentes polarisations.,
Les photos du ciel peuvent être assombries par des filtres polarisants, une astuce utilisée par de nombreux photographes pour rendre les nuages plus lumineux par contraste. La diffusion d’autres particules, telles que la fumée ou la poussière, peut également polariser la lumière. La détection de la polarisation dans les ondes EM dispersées peut être un outil analytique utile pour déterminer la source de diffusion.
Il existe une gamme d’effets optiques utilisés dans les lunettes de soleil. En plus D’être Polaroid, d’autres lunettes de soleil ont des pigments colorés intégrés, tandis que d’autres utilisent des revêtements non réfléchissants ou même réfléchissants., Un développement récent est les lentilles photochromiques, qui s’assombrissent à la lumière du soleil et deviennent claires à l’intérieur. Les lentilles photochromiques sont intégrées avec des molécules microcristallines organiques qui changent leurs propriétés lorsqu’elles sont exposées aux UV au soleil, mais deviennent claires dans un éclairage artificiel sans UV.
expérience à emporter: polarisation
trouvez des lunettes de soleil Polaroid et faites pivoter l’une tout en maintenant l’autre immobile et regardez différentes surfaces et objets. Expliquez vos observations. Quelle est la différence d’angle entre quand vous voyez une intensité maximale et quand vous voyez une intensité minimale?, Trouvez une surface en verre réfléchissante et faites de même. À quel angle le verre doivent être orientés pour minimiser l’éblouissement?
cristaux liquides et autres effets de polarisation dans les matériaux
bien que vous soyez sans aucun doute conscient des écrans à cristaux liquides (LCD) trouvés dans les montres, les calculatrices, les écrans d’ordinateur, les téléphones portables, les téléviseurs à écran plat et d’autres myriades d’endroits, vous ne savez peut-être pas qu’ils Les cristaux liquides sont ainsi nommés parce que leurs molécules peuvent être alignées même si elles sont dans un liquide., Les cristaux liquides ont la propriété qu’ils peuvent faire pivoter la polarisation de la lumière qui les traverse de 90º. Par ailleurs, cette propriété peut être désactivée par l’application d’une tension, comme illustré sur la Figure 12. Il est possible de manipuler cette caractéristique rapidement et dans de petites régions bien définies pour créer les motifs de contraste que nous voyons dans tant d’appareils LCD.
dans les téléviseurs LCD à écran plat, il y a une grande lumière à l’arrière du téléviseur. La lumière se déplace vers l’écran avant à travers des millions de minuscules unités appelées pixels (éléments d’image)., L’un d’eux est illustré à la Figure 12 (a) et (b). Chaque unité a trois cellules, avec des filtres rouges, bleus ou verts, chacune contrôlée indépendamment. Lorsque la tension aux bornes d’un cristal liquide est éteinte, le cristal liquide fait passer la lumière à travers le filtre particulier. On peut faire varier le contraste de l’image en faisant varier l’intensité de la tension appliquée au cristal liquide.
la Figure 12., a) la lumière polarisée est mise en rotation de 90º par un cristal liquide, puis passe par un filtre polarisant dont l & apos; axe est perpendiculaire à la direction de polarisation d & apos; origine. (b) Lorsqu’une tension est appliquée au cristal liquide, la lumière polarisée n’est pas tournée et est bloquée par le filtre, ce qui rend la région sombre par rapport à son environnement. (c) Les écrans LCD peuvent être rendus spécifiques à la couleur, petits et assez rapides pour être utilisés dans les ordinateurs portables et les téléviseurs. (crédit: Jon Sullivan)
de nombreux cristaux et solutions font tourner le plan de polarisation de la lumière qui les traverse., De telles substances sont dites optiquement actives. Les exemples incluent l’eau sucrée, l’insuline et le collagène (voir la Figure 13). En plus de dépendre du type de substance, la quantité et le sens de rotation dépendent d’un certain nombre de facteurs. Parmi ceux-ci se trouve la concentration de la substance, la distance parcourue par la lumière et la longueur d’onde de la lumière. L’activité optique est due à la forme asymétrique des molécules dans la substance, comme être hélicoïdale., Les mesures de la rotation de la lumière polarisée traversant les substances peuvent ainsi être utilisées pour mesurer les concentrations, une technique standard pour les sucres. Il peut également donner des informations sur les formes de molécules telles que les protéines, et les facteurs qui affectent leurs formes, telles que la température et le pH.
la Figure 13. L’activité optique est la capacité de certaines substances à faire pivoter le plan de polarisation de la lumière qui les traverse. La rotation est détectée avec un filtre polarisant ou un analyseur.,
Le verre et le plastique deviennent optiquement actifs lorsqu’ils sont sollicités; plus le stress est important, plus l’effet est important. L’analyse optique des contraintes sur des formes compliquées peut être réalisée en faisant des modèles en plastique et en les observant à travers des filtres croisés, comme on le voit sur la Figure 14. Il est évident que l’effet dépend de la longueur d’onde ainsi que le stress. La dépendance à la longueur d’onde est parfois également utilisée à des fins artistiques.
la Figure 14. Analyse des contraintes optiques d’une lentille en plastique placée entre des polariseurs croisés., (crédit: Infopro, Wikimedia Commons)
Un autre phénomène intéressant associé à la lumière polarisée est la capacité de certains cristaux à diviser un faisceau de lumière non polarisé en deux. De tels cristaux sont dits biréfringents (voir Figure 15). Chaque séparés rayons spécifiques de polarisation. L’un se comporte normalement et s’appelle le rayon ordinaire, tandis que l’autre n’obéit pas à la loi de Snell et s’appelle le rayon extraordinaire. Les cristaux biréfringents peuvent être utilisés pour produire des faisceaux polarisés à partir de lumière non polarisée., Certains matériaux biréfringents absorbent préférentiellement l’une des polarisations. Ces matériaux sont appelés dichroïques et peuvent produire une polarisation par cette absorption préférentielle. C’est fondamentalement ainsi que fonctionnent les filtres polarisants et autres polariseurs. Le lecteur intéressé est invité à approfondir les nombreuses propriétés des matériaux liées à la polarisation.
la Figure 15. Les matériaux biréfringents, tels que la calcite minérale commune, divisent les faisceaux de lumière non polarisés en deux., Le rayon ordinaire se comporte comme prévu, mais le rayon extraordinaire n’obéit pas à la loi de Snell.
résumé de la section
- La polarisation est l’attribut selon lequel les oscillations d’onde ont une direction définie par rapport à la direction de propagation de l’onde.
- les ondes électromagnétiques sont des ondes transversales qui peuvent être polarisée.
- la direction de La polarisation est définie à la direction parallèle au champ électrique de l’onde EM.
- La lumière non polarisée est composée de nombreux rayons ayant des directions de polarisation aléatoires.,
- La lumière peut être polarisée en la faisant passer à travers un filtre polarisant ou un autre matériau polarisant. L’intensité I de la lumière polarisée après avoir traversé un filtre polarisant est I = I0 cos2 θ, Où I0 est l’intensité d’origine et θ est l’angle entre la direction de polarisation et l’axe du filtre.
- La polarisation est également produite par réflexion.,
- la loi de Brewster stipule que la lumière réfléchie sera complètement polarisée à l’angle de réflexion θb, connu sous le nom d’angle de Brewster, donné par une déclaration connue sous le nom de loi de Brewster: \tan{\theta }_{\text{b}}=\frac{{n}_{2}}{{n}_{1}}\\, où n1 est le milieu dans lequel la lumière incidente et réfléchie voyage et n2 est l’indice de réfraction du milieu qui forme l’interface qui réfléchit la lumière.
- La polarisation peut également être produite par diffusion.,
- Il existe un certain nombre de types de substances optiquement actives qui font pivoter la direction de polarisation de la lumière qui les traverse.
questions conceptuelles
- Dans quelles circonstances la phase de la lumière est-elle modifiée par la réflexion? La phase est-elle liée à la polarisation?
- Une onde sonore dans l’air peut-elle être polarisée? Expliquer.
- aucune lumière ne traverse deux filtres polarisants parfaits avec des axes perpendiculaires. Cependant, si un troisième filtre polarisant est placé entre les deux d’origine, une certaine lumière peut passer. Pourquoi est-ce?, Dans quelles circonstances la plupart de la lumière passe?
- expliquez ce qui arrive à l’énergie portée par la lumière qu’elle est atténuée en la faisant passer à travers deux filtres polarisants croisés.
- lorsque les particules diffusant la lumière sont beaucoup plus petites que sa longueur d’onde, la quantité de diffusion est proportionnelle à \frac{1}{{\lambda }^{4}}\\. Cela signifie-t-il qu’il y a plus de diffusion pour les petits λ que les grands λ? Comment est-ce lié au fait que le ciel est bleu?
- En utilisant les informations données dans la question précédente, expliquez pourquoi les couchers de soleil sont rouges.,
- lorsque la lumière est réfléchie à L’angle de Brewster à partir d’une surface lisse, elle est polarisée à 100% parallèlement à la surface. Une partie de la lumière sera réfractée dans la surface. Décrivez comment vous faire une expérience pour déterminer la polarisation de la lumière réfractée. Quelle direction vous attendez-vous la polarisation avoir et vous vous attendriez à ce qu’il soit à 100%?
Problèmes & Exercices
- Quel est l’angle entre la direction de la lumière polarisée et de l’axe d’un filtre polarisant pour réduire son intensité dans la moitié?,
- L’angle entre les axes de deux filtres polarisants est 45.0°. De combien le deuxième filtre réduit-il l’intensité de la lumière traversant le premier?
- Si vous avez une lumière complètement polarisée d’intensité 150 W / m2, quelle sera son intensité après avoir traversé un filtre polarisant avec son axe à un angle de 89,0 º par rapport à la direction de polarisation de la lumière?
- quel angle l’axe d’un filtre polarisant doit-il faire avec la direction de la lumière polarisée d’intensité 1.00 kW/m2 pour réduire l’intensité à 10.0 W/m2?,
- à la fin de l’exemple 1, Il a été indiqué que l’intensité de la lumière polarisée est réduite à 90,0% de sa valeur d’origine en passant à travers un filtre polarisant dont l’axe fait un angle de 18,4 º par rapport à la direction de polarisation. Vérifiez cette instruction.
- montrez que si vous avez trois filtres polarisants, avec le second à un angle de 45º par rapport au premier et le troisième à un angle de 90,0 º par rapport au premier, l’intensité de la lumière transmise par le premier sera réduite à 25,0% de sa valeur., (Ceci est en contraste avec le fait de n’avoir que le premier et le troisième, ce qui réduit l’intensité à zéro, de sorte que placer le second entre eux augmente l’intensité de la lumière transmise.)
- Prouver que, si I est l’intensité de la lumière transmise par deux filtres polarisants avec des haches à un angle θ et I’ est l’intensité lorsque les axes sont à un angle de 90,0 ° − θ, alors I + I’ = I0 l’intensité initiale. (Astuce: Utiliser les identités trigonométriques cos (90.0 ° − θ) = sin θ et cos2 θ + sin2 θ = 1.)
- sous quel angle la lumière réfléchie par le diamant sera-t-elle complètement polarisée?,
- Quel est L’angle de Brewster pour la lumière voyageant dans l’eau réfléchie par le verre de la couronne?
- Un plongeur voit la lumière réfléchie par la surface de l’eau. Sous quel angle cette lumière sera-t-elle complètement polarisée?
- sous quel angle la lumière à l’intérieur du verre couronne est-elle complètement polarisée lorsqu’elle est réfléchie par l’eau, comme dans un aquarium?
- la Lumière réfléchie à 55,6 ° à partir d’une fenêtre est complètement polarisée. Quel est l’indice de réfraction de la fenêtre et la substance probable dont elle est faite?
- (a) la lumière réfléchie à 62,5 º d’une pierre précieuse dans un anneau est complètement polarisée., La gemme peut-elle être un diamant? b) sous quel angle la lumière serait-elle complètement polarisée si la gemme était dans l’eau?
- Si θb est l’angle de Brewster pour la lumière réfléchie par le haut d’une interface entre deux substances, et θ’B est l’angle de Brewster pour la lumière réfléchie par le bas, prouvez que θb + θ’B = 90,0 º.
- l’intégration des Concepts. Si un filtre polarisant réduit l’intensité de la lumière polarisée à 50,0% de sa valeur d’origine, de combien sont les champs électrique et magnétique réduit?
- l’intégration des Concepts., Supposons que vous mettiez deux paires de lunettes de soleil Polaroid avec leurs axes à un angle de 15,0 º. Combien de temps faudra-t-il à la lumière pour déposer une quantité donnée d’énergie dans votre œil par rapport à une seule paire de lunettes de soleil? Supposons que les lentilles sont claires, sauf pour leurs caractéristiques polarisantes.
- l’intégration des Concepts. (a) un jour où l’intensité de la lumière du Soleil est de 1,00 kW/m2, une lentille circulaire de 0,200 m de diamètre focalise la lumière sur l’eau dans un bécher noir. Deux feuilles de plastique polarisantes sont placées devant la lentille avec leurs axes à un angle de 20,0 º., En supposant que la lumière du soleil n’est pas polarisée et que les polariseurs sont efficaces à 100%, Quel est le taux initial de chauffage de l’eau en ºC/s, en supposant qu’elle est absorbée à 80,0%? L’aluminium bécher a une masse de 30,0 grammes et contient 250 grammes d’eau. b) les filtres polarisants deviennent-ils chauds? Expliquer.,plan
optiquement actif: substances qui tournent le plan de polarisation de la lumière qui les traverse
polarisation: attribut selon lequel les oscillations d’onde ont une direction définie par rapport à la direction de propagation de l’onde
polarisées: ondes ayant les oscillations des champs électrique et magnétique dans une direction définie
lumière réfléchie complètement polarisée: lumière réfléchie à l’angle de réflexion θb, appelé angle de Brewster
non polarisée: ondes polarisées de façon aléatoire
polarisées verticalement: les oscillations sont dans un plan vertical
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