L'optique en DUT Chimie
Chapitre 1. Intérêt pédagogique
Chapitre 2. La lumière
Chapitre 3. Optique géomètrique
Chapitre 4. Optique ondulatoire
Chapitre 5. Polarisation de la lumière
5.1. Onde électromagnétique
5.2. Création de lumière polarisée
5.3. Loi de Malus
5.4. Pouvoir rotatoire
5.5. Exercices
5.6. Auto évaluation
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5.2. Création de lumière polarisée

Une source lumineuse ordinaire est formée d'un très grand nombre d'atomes qui, du fait des collisions, émettent de la lumière polarisée de façon indépendante et aléatoire. L'onde est donc elliptique.

Des phénomènes tel que la réflexion ou la réfraction provoquent une dissymétrie et donc créent une polarisation partielle.

La plus part des systèmes qui vont polarisée la lumière vont, en fait, absorber le champ s suivant une direction et transmettre le champ e dans une direction perpendiculaire. On appelle ces systèmes des polariseurs rectilignes ou simplement des polariseurs.

Pour créer de la lumière polarisée, on peut utiliser différents systèmes.
Certains sont décrits ici :

  • La réflexion : on montre que seule la composante perpendiculaire au plan d'incidence est transmise lorsque l'angle d'incidence a une valeur particulière appelée angle de Brewster iB :
  • Le dichroïsme : il s'agit de l'absorption sélective pour certains matériaux dans une direction de polarisation de l'onde lumineuse qui les traverse :

    - feuilles polarisantes ou polaroids (1938 par E. Lord) : il s'agit de feuilles de plastique enduites d'un matériau organique à longues molécules puis étirées. Nous avons un facteur de transmission de l'ordre de 0,0002 dans une direction et de 0,5 dans la direction perpendiculaire.

    - Cristaux dichroïques tels que la tourmaline ou borosilicate d'aluminium : couleur verdâtre dans la direction transmise et opaque dans la direction d'amortissement

  • La biréfringence : des cristaux tels que Calcite (CaCO3) ou quartz (SIO2) divisent un faisceau incident en 2 faisceaux séparés de polarisation rectiligne orthogonale. Ce phénomène a été découvert sur du spath d'Islande (carbonate de calcium cristalisé). On attribue ces propriétés à la structure dissymétrique de l'édifice cristalin. Il s'agit en fait de rhomboèdres (cubes étirés le long de sa diagonale).

 

Le schéma, ci-dessous, montre ce qui se passe dans un cristal (dextrogyre cf définition section suivante):

 

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