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Où utilise-t'on la polarisation de la lumière ?

Les ecrans à cristaux liquides (montres, calculatrices)

Les écrans à cristaux liquides sont constitués de trois couches : les cristaux liquides sont en effet coincés entre deux polariseurs. Les deux polariseurs laissent passer mettons, la composante verticale de la lumière (imaginez les plaques et les cordes, pour mieux visualiser la chose). En temps normal, les cristaux liquides n'ont aucun effet sur la lumière. Si de la lumière quelconque arrive sur l'ecran, elle traverse le premier polariseur en perdant un peu de son intensité (car une partie de l'onde seulement passe). Après le premier polariseur, elle n'a plus qu'une composante verticale. Elle traverse les cristaux, et elle traverse sans problème et sans perte le second polariseur, puisqu'elle a la bonne direction. Donc la lumière peut traverser l'écran, il est transparent.

Mais quand les cristaux liquides sont soumis à un champ électrique, ils acquièrent ce qu'on appelle un pouvoir rotatoire : ils font tourner la direction de vibration de la lumière : de verticale, elle devient horizontale en traversant les cristaux.

Cette fois, si de la lumière arrive sur l'écran, elle traverse le premier polariseur et la vibration est alors verticale. Elle traverse les cristaux liquides et sa polarisation devient horizontale. Elle arrive alors sur le second polariseur, qui ne laisse passer que les vibrations verticales - or ça n'est pas le cas de la lumière. La lumière est donc arrêtée, l'écran n'est plus transparent, il est noir.

Si un jour vous avez un polariseur entre les mains, regardez donc votre montre à quartz, ou votre calculatrice ! Vous pourrez vérifier que la lumière qui provient de l'écran à cristaux liquides vibre effectivement dans une direction particulière, à la différence de la lumière ambiante...

Le cinéma en 3D

Il existe un type de cinéma en 3D qui utilise des lunettes spéciales avec des polariseurs. Le verre droit des lunettes est un polariseur vertical, alors que le verre gauche est horizontal. On projette alors sur l'écran une image en lumière polarisée verticalement, et une autre polarisée horizontalement. Si vous regardez sans lunettes, vous allez voir les deux images, puisque notre oeil n'est pas sensible à la polarisation de la lumière. Mais si vous chaussez vos lunettes, alors l'image polarisée verticalement ne sera vue que par votre oeil droit, tandis que l'autre ne sera vue que par votre oeil gauche. Ainsi, on peut reconstituer le relief des objets.

La prochaine fois que vous avez des lunettes polarisées, vous pouvez vérifier tout ce que je vous ai dit à propos des polariseurs : croisez deux paires de lunettes, vous verrez !

Il existe aussi un autre phénomène, qui fait que quand vous chaussez de telles lunettes, le monde vous paraît un peu bizarre, sans savoir dire "ce qui cloche". En fait, la lumière qui est émise par une lampe n'est pas polarisée. Elle fait n'importe quoi, donc elle passe pour partie, mais elle passe tout de même à travers les deux verres des lunettes. Par contre, lorsque la lumière se réfléchit sur une surface, elle se polarise un peu. Donc les deux verres en fait ne laissent pas passer de la même manière les reflets. Vos yeux ne voient pas les mêmes reflets, c'est pour ça que ça fait bizarre.

D'ailleurs, il existe des lunettes pour couper les reflets du soleil sur l'eau : ce sont en fait des verres polariseurs, mais cette fois, les deux sont dans la même direction, et ne laissent passer que la lumière verticale, ce qui n'est pas le cas des reflets.

La lumière du ciel

Si la lumière du soleil n'est pas polarisée, celle qui vient du reste du ciel, et qui est bleue l'est plus. En effet, le ciel est bleu parce que les molécules de l'air absorbent la lumière bleue du soleil, et la réemettent perpendiculairement. Elles laissent par contre parfaitement passer la lumière rouge. C'est pour ça que par exemple lors des éclipses de lune, la lune est rouge : c'est la lumière que l'atmosphère laisse passer qui continue d'éclairer la lune. Mais lorsque la lumière bleue est réemise, elle ne l'est pas n'importe comment : elle est polarisée dans une direction perpendiculaire à la lumière venant du soleil !