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Physique quantique : Fondements
champ électromagnétique. Considérons une onde lumineuse plane monochromatique de fréquence ω se propageant dans le sens des z positifs. Le champ
électrique
E(t) en un point donné est un vecteur orthogonal à la direction
de propagation. Il est donc situé dans le plan xOy et a pour composantes
{E x (t),E y (t),E z (t)=0 } (figure 3.1). Le cas le plus général est celui d’une
polarisation elliptique, où le champ électrique est de la forme
E(t)=
E x (t)=E 0x cos(ωt − δ x )
E y (t)=E 0y cos(ωt − δ y )
(3.1)
z
x
E x
θ
E y
y
polariseur
analyseur
x
α
y
Fig. 3.1 – Ensemble polariseur-analyseur.
Nous n’avons pas explicité la dépendance en z car nous nous plaçons dans un
plan z =cste. Par un changement d’origine des temps, il est toujours possible
de choisir δ x =0,δ y = δ. L’intensité I de l’onde lumineuse est proportionnelle
au carré du champ électrique
I = I x + I y = k(E
2
0x + E
2
0y )=kE
2
0
(3.2)
où k est une constante de proportionnalité qu’il ne sera pas indispensable
de préciser. Lorsque δ =0ou π, la polarisation est linéaire :s il ’ o np o s e
E 0x = E 0 cos θ, E 0y = E 0 sin θ, l’équation (3.1) pour δ x = δ y =0montre que
le champ électrique vibre dans une direction ˆ
n θ du plan xOy faisant un angle
θ avec l’axe Ox. Une telle onde lumineuse s’obtient à l’aide d’un polariseur
linéaire dont l’axe est parallèle à ˆ
n θ .
Lorsque nous nous intéressons uniquement à la polarisation de cette onde
lumineuse, les paramètres pertinents sont les rapports E 0x /E 0 =c o s θ et
E 0y /E 0 =sinθ, où l’on peut choisir θ dans l’intervalle [0,π] ; E 0 est un simple
facteur de proportionnalité qui ne joue aucun rôle dans la description de la polarisation. Nous pouvons faire correspondre aux ondes polarisées linéairement
suivant Ox et Oy des vecteurs unitaires orthogonaux |x et |y du plan xOy