FSAB1203 - Polarisation linéaire

Polarisation linéaire. L'image ci-dessous vous donne une idée très schématique de la façon dont le champ électrique d'une onde plane transverse, polarisée linéairement, varie dans l'espace au cours du temps. Cette onde, qui est une représentation idéalisée d'une onde réelle, est caractérisée par une série de paramètres. Certains de ces paramètres devraient vous être familiers depuis les cours précédents. Il s'agit de:

la longueur d'onde, l (dans le cas ci-dessous, est-ce la distance entre les deux plans rouges ou entre le plan rouge et le plan noir ?);
la fréquence de l'onde, f (qui est l'inverse de la période T). Mesurez-la sur votre ordinateur!
la vitesse de l'onde (c'est la distance parcourue par l'onde sur une période: c = l/T);
la direction de propagation de l'onde (l'axe des z).

En outre, les cours précédents doivent vous avoir appris ce que signifient les mots:

"transverse": le champ électrique est perpendiculaire à la direction de propagation;
"plane": à un moment donné, le lieu des points de l'espace en lesquels le champ électrique a la même valeur (en grandeur, direction et sens) est un ensemble de plans parallèles qui se répètent tous les l.

Pour écrire une expression mathématique représentant l'onde, il faut des informations supplémentaires. Au minimum, la forme de la fonction mathématique donnant la variation du champ électrique en fonction du temps, à un endroit donné. Evidemment, il ne suffira pas de dire, par exemple, que l'onde est sinusoïdale. Car le champ électrique est un vecteur, et il faut donc non seulement indiquer la grandeur du champ électrique, mais aussi sa direction. Et c'est cela que prend en charge le concept de "POLARISATION". Dans l'exemple donné ci-dessus, la polarisation est linéaire, comme vous pouvez le saisir au moins intuitivement. Pour être précis, la polarisation donne une information sur la forme du lieu décrit (au cours du temps) par l'extrémité du vecteur champ électrique à un endroit de l'espace.

Cela vous semble peu clair? Les pages suivantes vous aideront à clarifier cette notion. A la fin de ce module, vous devriez être à même d'écrire une équation mathématique représentant une onde plane de polarisation linéaire, elliptique ou circulaire (c'est une question typique d'examen!). Vous devriez également pouvoir indiquer les caractéristiques du champ magnétique associé à l'onde. Rappelez-vous, le champ magnétique est dans une relation bien précise par rapport à la direction du champ électrique et celle de propagation de l'onde... En tout cas, comprenez bien la différence entre direction de polarisation et direction de propagation de l'onde. La première concerne le champ électrique associé à l'onde, qui apparaît dans le préfacteur de la fonction oscillante représentant l'onde. La deuxième est donnée par ce que l'on appelle le vecteur d'onde, qui apparaît dans l'argument de la fonction oscillante représentant l'onde.

Remarquez que les ondes planes ne sont pas les seules solutions de l'équation d'onde. Par exemple, toute combinaison linéaire d'ondes planes est aussi une solution de l'équation d'onde. Les ondes planes, particulièrement simples, servent souvent de base pour exprimer des ondes de caractéristiques plus complexes.