Différence entre la lumière polarisée et non polarisée

Différence principale - lumière polarisée ou non polarisée

En fonction de la manière dont les champs électriques dans les ondes lumineuses oscillent, nous classons les ondes dans polarisé et non polarisé lumière. le différence principale entre la lumière polarisée et non polarisée est que la lumière polarisée a des champs électriques oscillant dans une direction, tandis que la lumière non polarisée a des champs électriques oscillant dans toutes les directions.

Qu'est-ce que la lumière polarisée?

La lumière est une onde électromagnétique. Il se compose d’un champ électrique et d’un champ magnétique oscillant perpendiculairement. L'onde elle-même se propage dans une direction perpendiculaire aux oscillations des champs électriques et magnétiques. Ceci est illustré dans le diagramme ci-dessous: les oscillations des champs électriques et magnétiques sont indiquées par des flèches noires tandis que la flèche grise indique la direction dans laquelle l'onde se déplace.

Oscillations dans une onde électromagnétique.

Dans lumière polarisée, les oscillations ont lieu dans une seule direction. En règle générale, lorsque nous considérons la direction des oscillations, nous considérons la direction d’oscillation du champ électrique (si le champ électrique oscille dans une seule direction, le champ magnétique oscille également dans une seule direction, car ils sont toujours à angle droit les uns aux autres).

Qu'est-ce que la lumière non polarisée?

La lumière du soleil, ou la lumière émise par une lampe à incandescence, sont non polarisé. Cela signifie que le les oscillations des ondes lumineuses ne sont pas toutes dans la même direction. La lumière est donnée par ces objets à la suite de processus aléatoires se déroulant dans les atomes de ces objets. En conséquence, les ondes électromagnétiques provenant de ces objets ont des oscillations dans des directions aléatoires.

La lumière non polarisée peut être transformée en lumière polarisée en la faisant passer à travers un filtre de polarisation. Les filtres de polarisation sont constitués de longues chaînes de molécules organiques, disposées parallèlement les unes aux autres. Lorsque la lumière traverse un filtre de polarisation, le filtre absorbe les composants de la lumière qui sont des champs électriques parallèles à la direction dans laquelle les molécules organiques sont disposées. Par conséquent, la lumière sortant d'un filtre de polarisation aurait son champ électrique oscillant dans une direction. En d'autres termes, la lumière qui sortira serait polarisé.

Fonctionnement d'un filtre polarisant: la lumière non polarisée incidente sur un filtre polarisant présente des oscillations dans toutes les directions. Une fois que cette lumière traverse le filtre, la lumière qui en sort ne présente des oscillations que dans une direction..

Les lunettes de soleil Polaroid utilisent des filtres polarisants. La lumière provenant des reflets des routes ou de la surface de l'eau est polarisée. Étant donné que les lunettes de soleil polaroid ont un filtre polarisant, lorsque vous regardez ces lunettes de soleil sous un éclat éblouissant, une partie importante de la lumière provenant de «l’éblouissement» ne peut pas traverser les lunettes de soleil et atteindre vos yeux.

Surface d'un lac vue sans filtre polarisant (à gauche) et avec un filtre polarisant (à droite). Le filtre polarisant coupe une partie importante de l'éblouissement.

Dans un type de polarisation appelé polarisation circulaire, la direction de l'oscillation de la lumière à une position donnée change constamment. Les lunettes 3D utilisées dans les films utilisent ce type de polarisation. Ici, l’image produite à l’écran est composée de deux images, l’une émettant une lumière dont la direction de polarisation change dans le sens des aiguilles d’une montre, tandis que la direction de polarisation de l’autre image change dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Chaque côté des lunettes 3D est doté d'un filtre de polarisation qui ne laisse entrer qu'un seul de ces types de lumière. De cette manière, chaque œil reçoit une image distincte et le cerveau interprète ces images sous forme 3D..

La vidéo ci-dessous présente une bonne description, ainsi que plusieurs démonstrations à la lumière polarisée..

Différence entre la lumière polarisée et non polarisée

Direction des Oscillations

Dans lumière polarisée, à un moment donné, les oscillations ne peuvent avoir lieu que dans une direction.

Dans lumière non polarisée, les oscillations peuvent avoir lieu dans n'importe quelle direction à un moment donné.

Différence de phase entre X- et y- Composants

Pour lumière polarisée, la X- et y- composants du champ électrique a une différence de phase constante entre eux.

Dans lumière non polarisée, la différence de phase entre le X- et y- les composants du champ électrique changent de façon imprévisible.

Sources

La lumière produite par des sources naturelles est toujours polarisé.

Non polarisé la lumière peut être produite lorsque la lumière non polarisée subit une réflexion, une diffusion ou traverse un matériau susceptible de provoquer une polarisation.

Courtoisie d'image:

“Onde électromagnétique” par utilisateur: LennyWikidata (Travail personnel) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

“Un polariseur à grille” par Bob Mellish (Travail personnel) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

“Réflexion d'un nuage éliminé sur la surface de l'eau à l'aide d'un filtre polariseur” par Amithshs (travail personnel) [domaine public], via Wikimedia Commons