Réflexion sur une surface plane

 

2.1 Matériel

  • Filtre polarisant ou lunettes fumées polarisées

2.2 Protocole

  • Tenir un filtre polarisant ou des lunettes fumées polarisées devant soi, en pointant vers un endroit de lumière naturelle réfléchie. Il est important d’être à angle avec la surface, et non d’être directement au-dessus. Se référer la figure 1 afin de voir comment bien se positionner
  • Tourner de 90° le filtre polarisant ou les lunettes fumées.
  • Essayer d’observer le phénomène sur différentes surfaces (bois, métal, etc.)

IMPORTANT: Ne jamais regarder la lumière du soleil directement, même avec un filtre.

NOTE : On suppose une surface horizontale. Pour une surface verticale (comme une fenêtre par exemple) inversez les mots horizontal et vertical dans ce qui suit.

   

Figure 1. Gauche : Filtres polarisés bien positionnés, visant un banc jaune qui agit comme surface de lumière réfléchie. Le filtre de droite est polarisé verticalement, tandis que celui de gauche l’est horizontalement. Droite : Filtres polarisés mal positionnés directement au-dessus du banc. Il n’y a donc aucune différence entre ce qu’on observe au travers des deux filtres.

 

2.3 Explication

Lorsque la lumière non polarisée provenant du soleil se rend jusqu’à une surface, une partie de cette lumière est absorbée par cette surface ou encore réfractée à l’intérieur du matériau, tandis qu’une autre portion est réfléchie. C’est cette portion que l’on voit dans l’expérience. Lors du contact avec la surface, la composante polarisée verticalement de la lumière a tendance à être plus absorbée ou réfractée. Suite au contact avec la surface, la lumière réfléchie est davantage polarisée horizontalement. L’intensité de ce phénomène dépend du matériau. Lors d’un contact avec une surface métallique, la lumière restera majoritairement non polarisée, mais elle est très polarisée quand elle frappe l’eau, par exemple.

Comme vous l’aurez peut-être compris, des lunettes fumées sont polarisées verticalement pour une excellente raison. En bloquant les faisceaux lumineux polarisés horizontalement, les lunettes diminuent radicalement les reflets de la lumière sur des surfaces comme l’eau ou la neige.

sources:

web.gps.caltech.edu/ vijay/Papers/BRDF/chen-rao-68.pdf

https://opentextbc.ca/universityphysicsv3openstax/chapter/polarization/

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