La polarisation de la lumière

[modifier ( modifier-245-section-1.cours)]Qu’est ce que le verre polarisant ?

Le verre polarisant absorbe les ondes lumineuses dans toutes les directions et il ne laisse passer que certaines ondes verticales suivant sa position. Le verre polarisant atténue fortement les réflexions sur la surface d’un plan, par exemple, d’eau, de glace, de neige, … Ce sont des reflet dus à la réverbération du soleil.

Le film polarisant est imbibé de cristaux d'iode et positionné de sorte à ce que les cristaux soient alignés dans la même direction. Le film polarisant est ensuite coloré.
En bref, ce film polarisant permet de filtrer les rayons lumineux et donc d'améliorer la vision dans des conditions de forte luminosité.

[modifier ( modifier-245-section-2.cours)]Un peu d’histoire

En 1852, le physicien William Herapath découvrit une matière cristalline synthétique qui se révéla excellent polarisateur. On appel ça l’herapathite. Par contre, cette matière se désintègre en une fine poudre dés qu’on la touche. On ne peut donc pas l’utiliser. Bien plus tard, on imagina de stabiliser les petits cristaux dans une matière plastique transparente. Grâce a ceci, on fabrique les filtres polarisants. On fixe ces filtres entre 2 verres.
Leurs axes étant parallèles, un faisceau qui traverse le premier filtre traversera aussi le second. Mais on peut tourner le deuxième filtre jusqu’à ce que son axe fasse un angle de 90° avec celui du premier, on voit donc l’intensité du faisceau diminuer graduellement jusqu’à son extinction. Avec un faisceau de lumière blanche, l’extinction n’est pas totale.

[modifier ( modifier-245-section-3.cours)]Lunettes à verres polarisants

L’œil nu est impuissant à distinguer la lumière polarisée et la lumière non polarisée. La lumière polarisée est fréquente dans la nature et même quelquefois gênante. La lumière solaire réfléchie par une façade, une route asphaltée, une vitre, un tableau noir, une peinture, et en général par n’importe qu’elle surface plane, est presque toujours polarisée.
Dans la lumière réfléchie, la grande majorité des vibrations sont dirigées parallèlement au plan réfléchissant (ajouter un schéma).
Les lunettes solaires sont des lunettes à verre polarisants qui éliminent ces rayons gênant.

Il existe aussi des lunettes pour juste couper les reflets du soleil sur l’eau : ce sont en fait des verres polariseurs qui sont tout les deux dans la même direction. Il ne laisse passer que la lumière verticale, et donc, pas les reflets.

[modifier ( modifier-245-section-4.cours)]Photographie

En photographie, on emploie des filtres polarisants pour éliminer certains reflets gênants, ainsi que pour rendre les ciels d'un bleu plus profond (selon la direction).

[modifier ( modifier-245-section-5.cours)]Le cinéma en 3D

Il existe un type de cinéma en 3D où on utilise des lunettes avec des polariseurs.
Le verre droit des lunettes est un polariseur vertical, et le verre gauche a un polariseur horizontal.
On projette alors 2 images sur l’écran : une image en lumière polarisée verticalement et une autre polarisée horizontalement. Sans les lunettes, vous pourrez voir les 2 images. Et si vous mettez vos lunettes, l’image polarisée verticalement ne sera vue que par votre œil droit (qui avait un polariseur vertical) et l’image polarisée horizontalement ne sera vue que par votre œil gauche (qui avait un polariseur horizontal). On voit alors le relief des objets. Ce procédé ne fonctionne qu'avec un écran de type métallisé, les écrans ordinaires annulant toute polarisation. Par ailleurs, le rendu n'est vraiment bon que lorsque le spectateur se situe près d'un axe médian perpendiculaire à l'écran et garde la tête bien droite.

Aussi, quand vous mettez de telle lunettes, le monde vous paraît bizarre. En fait, la lumière qui est émise par une lampe n’est pas polarisée. Elle passe donc a travers les deux verres de lunettes (qui filtrent seulement les lumières polarisées). Par contre, dés que la lumière se réfléchit sur une surface, elle se polarise un peu. Les deux verres ne laissant pas passer de la même manière les reflets, vos yeux ne voient pas les mêmes reflets, c’est pour cela qu’on trouve cela bizarre.

[modifier ( modifier-245-section-6.cours)]Hublots à verres polarisants

Les hublots polarisants se composent de 2 lames polarisantes : une lame extérieure qui est fixe et une lame intérieure qui peut tourner sur son plan. Lorsque les axes des lames polarisantes sont parallèles, la lumière pénètre complètement. A mesure que l’angle des axes des lames polarisantes augmente jusqu’à 90°, on peut atténuer les reflets gênants de la lumière.