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Niveau maths spé
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Polarisation et lame à face parallèle

Posté par
Ystalio
06-06-15 à 13:36

Bonjour,

un polariseur est suivit d'une lame à face parallèle de différence d'indice entre les axes neutres de \Deltan et d'épaisseur e puis suivit d'un analyseur.
la source est une lumière naturelle.

l'axe rapide avec le polariseur fait un angle \alpha et l'axe rapide avec l'analyseur fait un angle \beta.

1) a) Soit A l'amplitude en sortie de P(polariseur). Donner les amplitudes en entrée de la lame.
   b) Adopter la notation complexe et donner les composantes en sortie de la lame.
   c) Donner l'amplitude complexe A' de la composante de la lumière issue de la lame cristalline parallèle à l'axe de l'analyseur. Montrer que lorsqu'on considère une longueur d'onde variable de la lumière incidente on fait décrire au point d'affixe A' un cercle dans le plan complexe. Le dessiner.

J'ai du mal à répondre à la 1)c)...

J'obtiens A' en projetant les amplitudes complexes en sortie de la lame sur l'axe de l'analyseur. Mais je ne vois pas comment montrer que le point d'affixe A' décrit un cercle dans le plan complexe...

Polarisation et lame à face parallèle

Posté par
Jouailleur
re : Polarisation et lame à face parallèle 06-06-15 à 14:24

Qu'obtiens-tu comme expression de l'amplitude en sortie de l'analyser ?

N.B. : un cercle peut être décrit comme l'ensemble des points d'affixe :

z=z_C + Re^{i\frac t T} lorsque le paramètre t parcourt \mathbb{R}

(z_C : affixe du centre, R : rayon, T:période)

Posté par
Ystalio
re : Polarisation et lame à face parallèle 06-06-15 à 14:58

en sortie de l'analyseur sauf erreur de ma part j'obtiens comme amplitude complexe :

A' = A' = A(cos(\alpha)cos(\beta) - sin(\alpha)sin(\beta)$e\e^{j\delta}$)

Posté par
Jouailleur
re : Polarisation et lame à face parallèle 06-06-15 à 15:55

C'est quelque chose comme ça en effet.

Dans cette expression, \delta dépend de \lambda.

Par comparaison avec la forme générale d'un cercle que j'ai indiquée dans le message précédent, tu peux en déduire les paramètres du cercle décrit par les points d'affixe A' lorsque l'on fait varier \lambda...

Posté par
Ystalio
re : Polarisation et lame à face parallèle 06-06-15 à 16:02

Certes... fallait le voir ! oO

Posté par
Ystalio
re : Polarisation et lame à face parallèle 07-06-15 à 12:41

J'ai du mal à en déduire le cercle...

Je trouve pour la phase : \delta = 2\pi\Delta n e /\lambda

J'aurais donc pour le rayon : R = Asin(\alpha)sin(\beta)
et l'affixe du centre : Z_{c}=Acos(\alpha)cos(\beta)

Et pour ce qui est de la période et du paramètre j'ai du mal...
Mon paramètre est 1/\lambda ?
Et la période serait donc T=1/(2\pi e\Delta n) ?

Posté par
Jouailleur
re : Polarisation et lame à face parallèle 07-06-15 à 14:03

La « période » ne peut s'exprimer sous une forme indépendante de la longueur d'onde. En réalité, pour une phase d'expression 2\pi \frac{e\Delta n}{\lambda}, l'écart entre les inverses de deux longueurs d'ondes successives \lambda_1<\lambda_2 donnant une même amplitude A' vaut :

\frac 1 {\lambda_1}-\frac 1 {\lambda 2}=\frac 1 {e\Delta n}

soit

\lambda_2 = \lambda_1 \frac{1}{1-\frac{\lambda_1}{e\Delta n}}

Cependant, je pense que ce que l'on te demande avant tout, c'est de justifier qualitativement le fait que A' décrit bien un cercle lorsque \lambda varie. En effet, selon toute vraisemblance \Delta n dépend aussi de \lambda selon une loi qui n'est pas précisée ici, ce qui limite la pertinence du calcul ci-dessus.

De même pour la représentation graphique du cercle : il s'agit sans doute d'intégrer les éléments essentiels (centre du cercle situé sur l'axe réel, à une distance de l'origine inférieure à A, rayon inférieur à A...). Éventuellement considérer quelques cas particuliers élémentaires.



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