Biréfringence naturelle/ X Physique 2 PC 2011

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Biréfringence naturelle/ X Physique 2 PC 2011

Message par E3A 4ever » 11 avr. 2022 16:12

Bonjour, j'étais en train de composer sur le sujet de physique 2 de l'X filière PC de 2011 (optique) et j'ai un doute sur la question II)4).

La question porte sur l'effet d'une réflexion dans un milieu à biréfringence naturelle (les indices optiques pour les ondes circulaires gauche/droite ne dépendent pas de la direction de propagation), et je n'arrive pas à déterminer une réponse avec certitude.

J'aurais tendance à dire qu'à la réflexion, puisque les indices optiques ne dépendent pas de la direction de propagation, pour la circulaire gauche par exemple, le vecteur d'onde passe de wng/c ez à -wng/c ez (de même pour la circulaire droite) et que les amplitudes des champs à la réflexion sont opposées, puis que pour passer de z=l à z=0, on multiplie donc le champ réfléchi par exp(-iwngl/c), et qu'au total, par rapport à ce qu'il valait en z=0 avec l'onde incidente, il a même phase (à pi près éventuellement), et l'angle s'est compensé.

Pourriez-vous me dire si mon raisonnement est juste ou faux, et tenter de m'expliquer ce qui advient réellement?

Merci d'avance et désolé pour le pavé.
Le lien du sujet : https://www.doc-solus.fr/prepa/sci/adc/ ... E_X_2_2011 (question II)4))

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Re: Biréfringence naturelle/ X Physique 2 PC 2011

Message par Hibiscus » 11 avr. 2022 17:34

Bon, je n'ai lu que cette question et ne connais pas le reste du sujet.
Mais, si tu es d'accord, la question / ta question finalement se résume à "quel est l'effet du miroir sur le sens de la polarisation circulaire ?" de notre onde. (puisque la partie amplitude & direction sera plutôt OK)

La façon la plus habituelle de s'en convaincre, c'est de faire un dessin. (et c'est probablement mieux à rédiger)

On peut se prendre disons une onde qui se déplace vers $ +\hat{z} $, et d'en examiner deux points.
Prenons un premier point avec une polarisation, $ +\hat{x}-\epsilon \hat{y} $, et un autre un petit brin de temps après, qui aura tourné et pointera vers $ +\hat{x}+\epsilon \hat{y} $.
(Dans ce cas là, on a une circulaire droite)

Si on lance cette onde taper un miroir dans le plan $ x-y $, qu'est ce qu'on voit.
La direction de propagation est réfléchie, certes, mais l'ordre dans lequel on passe par nos deux points est, lui, préservé. On a donc une circulaire gauche.

Si la circulaire droite devient gauche, (et vice-versa), que dire de l'angle $ \alpha $ dont nous parle la question ?


J'ajoute une version plus rigolote (mécaQ) ci-dessous (mais hors-programme) que j'aime bien sur cette histoire de miroir :
SPOILER:
En mécaQ, une lumière polarisée circulairement, c'est finalement juste des photons avec leur spin parallèle à leur moment. Le miroir renverse le moment, mais ne change pas le spin.
Ainsi seul le produit scalaire $ \sigma\cdot p $ change de signe.

Pour plus de lecture rigolote, voir 10.1103/PhysRev.50.115 qui est un coffre à trésors.
Masséna (PC*) -- X15 -- Spatial.

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Re: Biréfringence naturelle/ X Physique 2 PC 2011

Message par E3A 4ever » 11 avr. 2022 17:49

Si j'ai bien compris, cela rejoint un peu le raisonnement que j'avais fait (à savoir qu'au retour on se déphase de -ngwl/c (ou -ndwl/c)) qui s'explique avec votre argument : pour la circulaire droite par exemple qui tourne dans le sens trigo, à la réflexion elle devient circulaire gauche et tourne dans le sens anti-trigo ce qui résorbe l'angle alpha. On devrait donc observer une compensation au retour. Est-ce bien ça?

PS: Merci pour le bonus méca Q, je vais regarder cela plus en détail.

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