25. Rayonnement électromagnétique : polarisation
Exercice 25.3 Deux feuilles de polaroid sont disposées avec leurs axes à angle droit.
Une troisième feuille est alors introduite entre les deux avec son axe à un angle θ de celui
du premier polaroid. Si de la lumière non polarisée d’intensité I 0 tombe sous incidence
normale sur cette combinaison, quelle intensité I t doit être transmise ? On supposera
que les polaroids sont idéaux (50 % de transmission de lumière non polarisée et pas de
transmission au travers de polaroids croisés).
Exercice 25.4 Discuter l’intensité et la polarisation du rayonnement émis par un électron se déplaçant sur une orbite circulaire à vitesse constante, en particulier pour les
points sur l’axe du cercle et dans le plan du cercle.
Exercice 25.5 Supposons que lorsqu’un faisceau de lumière plane polarisée atteint
une feuille de polaroid, un fraction α 2 de l’intensité est transmise si l’axe du polaroid
est parallèle à l’axe de polarisation et une fraction 2 est transmise si les deux axes sont
à angle droit. (Si les polaroids étaient idéaux, α 2 serait égal à un et 2 à zéro.) De le
lumière non polarisée d’intensité I 0 est en incidence normale sur une paire de feuilles de
polaroid à un angle θ l’un de l’autre. Quelle intensité relative I t /I 0 sera transmise ? (On
ignorera les effets de réflexion.)
Exercice 25.6 Un jeune étudiant de Caltech en vacances, marchant avec une amie,
voit la Lune à 10 ◦ au-dessus de l’horizon, qui se réfléchit sur un lac calme. Nostalgique,
se souvenant du Cours de Physique de Feynman, Chapitre 33, il essaie de calculer la
luminosité que devrait avoir l’image, par rapport à celle de la Lune elle-même. Il suppose que le rayonnement de la Lune est presque non polarisé. Quel résultat devrait-il
s’attendre à trouver ? Montrer que l’intensité réfléchie I R /I Lune approche 100 % pour une
incidence rasante.
Exercice 25.7 Montrer que l’angle de Brewster (l’angle d’incidence i pour lequel
le rayon réfléchi est polarisé linéairement) est tel que tan i = n, où n est l’indice de
réfraction.
Exercice 25.8 Si de la lumière arrive perpendiculairement sur une facette plane d’un
diamant (indice de réfraction n = 2,40),
(a) Quelle fraction f de la lumière incidente est réfléchie ?
(b) Quel est l’angle de Brewster β pour le diamant ?
Exercice 25.9 Considérons de la lumière plane polarisée traversant une série de n
polariseurs, faisant chacun un angle θ/n avec le précédent et que le premier polariseur est
à un angle θ/n dans le sens des aiguilles d’une montre par rapport au plan de polarisation
initial.
(a) Trouver l’intensité I t de la lumière qui passe au travers des polariseurs si l’intensité
initiale est I 0 .
(b) Quelle est la polarisation de la lumière ?
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
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Exercice 25.3 Deux feuilles de polaroid sont disposées avec leurs axes à angle droit.
Une troisième feuille est alors introduite entre les deux avec son axe à un angle θ de celui
du premier polaroid. Si de la lumière non polarisée d’intensité I 0 tombe sous incidence
normale sur cette combinaison, quelle intensité I t doit être transmise ? On supposera
que les polaroids sont idéaux (50 % de transmission de lumière non polarisée et pas de
transmission au travers de polaroids croisés).
Exercice 25.4 Discuter l’intensité et la polarisation du rayonnement émis par un électron se déplaçant sur une orbite circulaire à vitesse constante, en particulier pour les
points sur l’axe du cercle et dans le plan du cercle.
Exercice 25.5 Supposons que lorsqu’un faisceau de lumière plane polarisée atteint
une feuille de polaroid, un fraction α 2 de l’intensité est transmise si l’axe du polaroid
est parallèle à l’axe de polarisation et une fraction 2 est transmise si les deux axes sont
à angle droit. (Si les polaroids étaient idéaux, α 2 serait égal à un et 2 à zéro.) De le
lumière non polarisée d’intensité I 0 est en incidence normale sur une paire de feuilles de
polaroid à un angle θ l’un de l’autre. Quelle intensité relative I t /I 0 sera transmise ? (On
ignorera les effets de réflexion.)
Exercice 25.6 Un jeune étudiant de Caltech en vacances, marchant avec une amie,
voit la Lune à 10 ◦ au-dessus de l’horizon, qui se réfléchit sur un lac calme. Nostalgique,
se souvenant du Cours de Physique de Feynman, Chapitre 33, il essaie de calculer la
luminosité que devrait avoir l’image, par rapport à celle de la Lune elle-même. Il suppose que le rayonnement de la Lune est presque non polarisé. Quel résultat devrait-il
s’attendre à trouver ? Montrer que l’intensité réfléchie I R /I Lune approche 100 % pour une
incidence rasante.
Exercice 25.7 Montrer que l’angle de Brewster (l’angle d’incidence i pour lequel
le rayon réfléchi est polarisé linéairement) est tel que tan i = n, où n est l’indice de
réfraction.
Exercice 25.8 Si de la lumière arrive perpendiculairement sur une facette plane d’un
diamant (indice de réfraction n = 2,40),
(a) Quelle fraction f de la lumière incidente est réfléchie ?
(b) Quel est l’angle de Brewster β pour le diamant ?
Exercice 25.9 Considérons de la lumière plane polarisée traversant une série de n
polariseurs, faisant chacun un angle θ/n avec le précédent et que le premier polariseur est
à un angle θ/n dans le sens des aiguilles d’une montre par rapport au plan de polarisation
initial.
(a) Trouver l’intensité I t de la lumière qui passe au travers des polariseurs si l’intensité
initiale est I 0 .
(b) Quelle est la polarisation de la lumière ?
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