Polariseur

[EspritTordu]

Bonjour,

Voici un lien sur les polariseurs optiques (par absorption) :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Polariseur

Pourquoi l'onde réfléchie par les filins métalliques ne se réfléchit-elle pas dans les deux sens de la direction du faisceau?

Que se passe-t-il si on fait varier le matériau métallique du polariseur?

Si on augmente la résistance électrique des filins, on amortit l'onde n'est-ce pas? Cela veut-t-il dire que l'onde réfléchie est d'une fréquence moindre que celle incidente?

Peut-on orienter la direction du courant électrique produit dans les filins avec une diode? et ce même pour une onde de haute fréquence, comme les micro-ondes, les infrarouges?

Merci d'avance.
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[LPFR]

Bonjour.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Polariseur[/url]

Pourquoi l'onde réfléchie par les filins métalliques ne se réfléchit-elle pas dans les deux sens de la direction du faisceau?

On polariseur à filins n'est pas un polariseur à absorption.
J'ai déjà expliqué dans une autre discussion, qu'un polariseur à filins, ne réfléchit pas vraiment une onde, mais qu'il génère une autre onde des deux côtés de la grille. Et que ce que nous voyons est l'addition de es ondes générées avec l'onde incidente. Quand les fils sont parallèles au champ électrique, les deux ondes générées de chaque côté sont en opposition de phase avec l'onde incidente. Donc, d'un côté sa donne zéro (incidente plus générée) et de l'autre une onde que l'on appelle "réfléchie" mais qui est, en fait, une nouvelle onde.

Que se passe-t-il si on fait varier le matériau métallique du polariseur?

Si on augmente la résistance électrique des filins, on amortit l'onde n'est-ce pas? Cela veut-t-il dire que l'onde réfléchie est d'une fréquence moindre que celle incidente?

Si la résistivité augmente, la réflexion sera moins bonne, il y aura des pertes et une partie de l'onde sera transmisse.

Peut-on orienter la direction du courant électrique produit dans les filins avec une diode? et ce même pour une onde de haute fréquence, comme les micro-ondes, les infrarouges?

On ne peut le faire que pour des fréquences pour lesquelles on trouve des diodes qui fonctionnent (pas plus haut que des micro-ondes). Mais chaque fil interrompu par une diode se comportera comme un fil. Probablement la réflexion sera moins bonne du côté de l'interruption (due aux diodes).
Au revoir.

[EspritTordu]

Si la résistivité augmente, la réflexion sera moins bonne, il y aura des pertes et une partie de l'onde sera transmisse

L'amplitude de l'onde réfléchie sera moindre que l'onde incidente, c'est cela?

On polariseur à filins n'est pas un polariseur à absorption.
J'ai déjà expliqué dans une autre discussion, qu'un polariseur à filins, ne réfléchit pas vraiment une onde, mais qu'il génère une autre onde des deux côtés de la grille. Et que ce que nous voyons est l'addition de es ondes générées avec l'onde incidente. Quand les fils sont parallèles au champ électrique, les deux ondes générées de chaque côté sont en opposition de phase avec l'onde incidente. Donc, d'un côté sa donne zéro (incidente plus générée) et de l'autre une onde que l'on appelle "réfléchie" mais qui est, en fait, une nouvelle onde.

L'onde incidente "traverse" donc le fil alors pour donner zéro de l'autre côté?
Peut-on dire qu'on a une interférence destructrice derrière les fils?
Alors s'agit-il d'une inteférence constructive sur l'onde réfléchie avec l'onde incidente? Mais dans ce cas, l'amplitude résultante ne devrait pas être double aussi?


Pourquoi les diodes sont-elles limitées en fréquence?


En aucun cas, si l'amplitude peut varier, le polariseur ne change la fréquence de l'onde incidente, n'est-ce pas?

[LPFR]

Bonjour.

L'amplitude de l'onde réfléchie sera moindre que l'onde incidente, c'est cela?

Oui, c'est celà.

L'onde incidente "traverse" donc le fil alors pour donner zéro de l'autre côté?
Peut-on dire qu'on a une interférence destructrice derrière les fils?
Alors s'agit-il d'une inteférence constructive sur l'onde réfléchie avec l'onde incidente? Mais dans ce cas, l'amplitude résultante ne devrait pas être double aussi?

Il s'agit bien d'une inférence destructive derrière les fils, mais il n'y a pas d'interférence constructive du côté incident, car les ondes se déplacent en direction opposées. On a apparition d'une onde stationnaire quand l'incidence est normale et d'une "onde guidée" si elle est inclinée.

Pourquoi les diodes sont-elles limitées en fréquence?

Le processus de redressement par une diode est un processus qui demande du temps. Il faut changer la largeur de la zone de charge d'espace, et injecter des porteurs minoritaires pour changer la distribution dans chaque zone (P et N). Et c'est la diffusion due au gradient de concentration qui donne le courant. Tout cela est "très lent" (comparé à la période de la lumière). Une diode ne se met pas à conduire instantanément, et si un change la polarité elle continue a conduire dans le sens bloquant pendant "un certain temps".
Il va de soi que pour les diodes rapides, les fabricants ont optimisé les paramètres pour que le temps de commutation (passant-bloquant) soit le plus court possible.

En aucun cas, si l'amplitude peut varier, le polariseur ne change la fréquence de l'onde incidente, n'est-ce pas?

C'est ça. Le seul moyen de "changer" la fréquence d'une onde est de la faire passer par un composant non linéaire. C'est à dire, un composant dont les caractéristiques (permittivité ou perméabilité) dépendent de la valeur instantanée du champ. Dans ce cas on génère des harmoniques. C'est comme ça que l'on peut faire des doubleurs ou tripleurs de fréquence. Mais ce type de matériau est rare en optique et les non linéarités ne se manifestent qu'à des niveaux de puissance très élevées.
En électronique c'est plus facile car les composants non linéarités abondent. Par exemple, les diodes. Aussi en micro ondes on peut utiliser des ferrites qui sont non linéaires. Mais là je touche la frontière de mes connaissances.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[EspritTordu]

Il s'agit bien d'une inférence destructive derrière les fils, mais il n'y a pas d'interférence constructive du côté incident, car les ondes se déplacent en direction opposées. On a apparition d'une onde stationnaire quand l'incidence est normale et d'une "onde guidée" si elle est inclinée.

L'interférence destructive exige un déphasage de 90° parfait, cela signifie-t-il que les polariseurs sont loins d'être parfaits et laissent passer un peu de lumière qui ne devrait pas? Comment ce déphasage reste-il constant dans le temps?

L'onde réfléchie et incidente forme donc une onde stationnaire ; la fréquence pour autant n'est pas modifiée alors? Comment le faisceau incident nous apparaît-il modifié?

Que voulez-vous dire par onde guidée?

[LPFR]

Re.
Non. Pas 90°. Pour être destructif les ondes doivent être en opposition de phase: 180°.

La phase reste la même car la fréquence est la même et la vitesse aussi.
Ce qui nous apparaît est qu'une onde de même fréquence et amplitude "revient" du polariseur: on a l'impression que l'onde incidente s'est réfléchie. Et on l'appelle comme cela: réfléchie.
Et la fréquence n'est pas modifiée, c'est la direction de propagation qui est différente.

Une onde guidée est le résultat de l'interférence entre une onde incidente inclinée (non normale) et l'onde réfléchie. Cela donne des maximums et de minima et de zéros (un peu comme une boite à œufs) qui se propagent parallèlement à l'interface.
A+

[EspritTordu]

Oui c'est 180° et non 90°!

Une onde guidée est différente d'une onde stationnaire?
Qu'est-ce qu'une interface? c'est le polariseur?
L'onde réfléchie a-t-elle la même amplitude que l'onde incidente? L'onde stationnaire n'est pas très régulière, non?

[LPFR]

Bonjour.
Dans une onde stationnaire vous avez des zones alternées parallèles à l'interface (la frontière entre els deux milieux) d'e lambda/2 d'épaisseur qui deviennent alternativement positives et négatives à chaque demi-période.
Quand on a réflexion totale sans pertes, l'amplitude de l'onde réfléchie est égale à celle de l'onde incidente.
Comme je vous ai dit, quand l'incidence n'est pas normale, au lieu d'avoir des tranches parallèles à l'interface, on a un "quadrillage" de losanges positifs et négatifs qui se déplace parallèlement à la surface (je n'ai pas trouvé d'image sur Google). Cet ensemble de losanges, qui est le résultat d'additionner deux ondes planes qui se déplacent dans des directions différentes, mais pas opposées, s'appelle (Dieu sait pourquoi) uns "onde guidée".

Je ne sais pas ce que vous voulez dire par "L'onde stationnaire n'est pas très régulière".
En fait, pour moi, elle est très régulière et répétitive. Regardez cette page de wikipedia. Les tranches dont je parle sont perpendiculaire à l'écran et verticales. La surface réfléchissante (ou le polariseur croisé) se trouve au niveau d'un point rouge et est, comme les tranches verticale et perpendiculaire à l'écran.
Au revoir.

[EspritTordu]

Si l'onde incidente n'est pas strictement parallèle aux filins, alors l'onde réfléchie ne sera pas une onde stationnaire comme dans la page que vous indiquez, mais une similaire avec un déplacement en haut ou en bas de l'écran, c'est cela?

Dans le cas d'une onde incidente non normale, n'y -a-t-il pas alors une partie
de l'onde qui traverse le filtre?

les deux ondes générées de chaque côté sont en opposition de phase avec l'onde incidente. Donc, d'un côté sa donne zéro (incidente plus générée) et de l'autre une onde que l'on appelle "réfléchie" mais qui est, en fait, une nouvelle onde

Je crois que je ne comprends pourquoi l'onde réfléchie n'est pas décalée aussi de 180° avec l'incidente et pourquoi il n'y a pas aussi une interférence destructive de ce côté là...

En fonction de la résistance des électrons du fil, l'énergie de l'onde incidente est diffusée sphériquement en chaleur, en onde de plus grande longueur d'onde ? L'onde réfléchie est donc nécessairement de moindre énergie, donc d'amplitude moindre... pourtant selon l'équation e=hv, c'est la fréquence qui devrait varier ou non?

Pour moi, jusqu'à présent, une onde guidée, c'est une onde réfléchie dans un tube, comme une fibre optique.

[LPFR]

Bonjour.

Si l'onde incidente n'est pas strictement parallèle aux filins, alors l'onde réfléchie ne sera pas une onde stationnaire comme dans la page que vous indiquez, mais une similaire avec un déplacement en haut ou en bas de l'écran, c'est cela?

Non.
Vous n'avez pas lu ce que je vous ai écrit. Où voyez-vous des losanges ou des boîtes d'œufs?

Dans le cas d'une onde incidente non normale, n'y -a-t-il pas alors une partie
de l'onde qui traverse le filtre?

Non, à condition de la champ électrique soit toujours parallèle aux fils.

Je crois que je ne comprends pourquoi l'onde réfléchie n'est pas décalée aussi de 180° avec l'incidente et pourquoi il n'y a pas aussi une interférence destructive de ce côté là...

Depuis le début de cette discussion je vous dis que l'onde émise est en opposition de phase avec l'onde incidente (au niveau des fils). C'est à dire 180°.

En fonction de la résistance des électrons du fil, l'énergie de l'onde incidente est diffusée sphériquement en chaleur, en onde de plus grande longueur d'onde ? L'onde réfléchie est donc nécessairement de moindre énergie, donc d'amplitude moindre... pourtant selon l'équation e=hv, c'est la fréquence qui devrait varier ou non?

Les pertes ne sont pas diffusées comme une onde électromagnétique. Ce pertes chauffent les fils, lesquels chauffent l'air et augmentent leur rayonnement thermique.

Pour moi, jusqu'à présent, une onde guidée, c'est une onde réfléchie dans un tube, comme une fibre optique.

Et oui, les deux choses s'appellent "onde guidée". Probablement parce que l'onde que vous n'arrivez pas à visualiser est du même genre de celui que l'on trouve à l'intérieur d'un guide d'ondes (mais pas celui d'une fibre optique mono-mode).

Au revoir.

[EspritTordu]

Les pertes ne sont pas diffusées comme une onde électromagnétique. Ce pertes chauffent les fils, lesquels chauffent l'air et augmentent leur rayonnement thermique.

Si cela se passe dans le vide, les fils fondent alors?

Non, à condition de la champ électrique soit toujours parallèle aux fils.

Si l'onde incidente n'est pas normale aux fils, le champ électrique ne l'est pas non plus?

Non.
Vous n'avez pas lu ce que je vous ai écrit. Où voyez-vous des losanges ou des boîtes d'œufs?

J'ai du mal à voir cela. En fait, il faut comprendre qu'il s'agit d'une onde stationnaire comme sur la page wikipédia, mais cela en 3D, n'est-ce pas? Et qu'en fonction du déphasage où des amplitudes des ondes incidente et réfléchie, on a l'impression que l'onde bouge un peu?

(voir l'applet dans http://www.u-bourgogne.fr/PHYSIQUE/O.../OndeStat.html)

Depuis le début de cette discussion je vous dis que l'onde émise est en opposition de phase avec l'onde incidente (au niveau des fils). C'est à dire 180°.

Quand les fils sont parallèles au champ électrique, les deux ondes générées de chaque côté sont en opposition de phase avec l'onde incidente. Donc, d'un côté sa donne zéro (incidente plus générée) et de l'autre une onde que l'on appelle "réfléchie" mais qui est, en fait, une nouvelle onde.

Je crois que je n'ai pas bien compris la dernière phrase. J'ai compris que les fils du polariseur déphasaient l'onde incidente ; à strictement parler l'onde incidente génère un déplacement des électrons dans le fil qui, ces derniers étant des particules électriquement chargées, génèrent à leur tour une nouvelle onde électomagnétique. Alors, puisque l'onde incidente a bousculé les électrons, elle a perdue de l'énergie, cela se traduit par une perte d'amplitude et non de fréquence (?). La masse des électrons entraînent un retard entre l'onde incidente et l'onde des électrons, c'est un déphasage. Pourquoi celui-ci est-il nécessairement de Pi? A priori rien n'empêche qu'il soit différent pour moi... Ce déphasage de Pi entre les deux ondes, celle incidente et celle des électrons, conduit à un comportement particulier : l'onde des électrons rayonne de part et d'autre des fils : du côté opposé à l'onde incidente, l'onde des électrons, et l'onde incidente dans la même direction se détruisent mutuellement à condition que le champ électrique soit identique entre les deux ondes?
De l'autre coté, celui d'où vient l'onde incidente, les ondes se déplaçant en sens opposé conduisent à ce que l'onde incidente et l'onde des électrons soient perçues par leur addition : une onde stationnaire. En fait, en jouant avec l'applet (onde 2D), je comprends pourquoi il n'y pas d'interférence destructive de ce côté là : le sens opposé des ondes changent la donne : il y a continuellement des "interférences destructives" sur la première partie de la période d'onde, et sur l'autre des "interférences constructives", si tenté que ces termes gardent un sens alors. C'est cela? Et votre boîte à oeufs n'est que l'image de ce phénomène en 3D?

Je crois avoir trouvé un applet qui permet de visualiser la boîte d'oeufs en 3D :
http://www.falstad.com/wavebox/
Il faut presser ripple tank applet pour ouvrir l'application dans une autre fenêtre. En réglant l'affichage sur 3D, en précisant 2 sources, une fréquence, et en jouant sur la fréquence et la vitesse de simulation, en laissant le temps aussi, la boîte d'oeuf apparaît n'est-ce pas? On a des bosses, mais j'arrive pas à obtenir des losanges...

Je crois que les choses, à ce sujet, me sont de plus en plus claires. Reste, qu'est-ce qui se passe quand l'onde n'est pas parfaitement alignée : le champ électrique de l'onde incidente forme un angle avec les fils dans le plan perpendiculaire aux fils ou le champ électrique forme un angle avec les fils dans le plan du polariseur.
Dans ce dernier cas, l'onde est bloquée. Chaque fil reçoit un peu du champ électrique? Chaque fil rayonne une onde indépendante?

[LPFR]

Bonjour.

Si cela se passe dans le vide, les fils fondent alors?

C'est possible, mais pas à tous les coups. Quand les fils chauffent il se mettent à émettre du rayonnement thermique. D'abord aux fréquences micro-ondes, puis dans l'infrarouge, puis dans le visible. Mais ceci est un rayonnement thermique (ondes électromagnétiques à large spectre) qui n'a rien a voir avec l'onde qui les a chauffés. Ils émettraient la même chose si l'origine de l'énergie était tout autre.

Si l'onde incidente n'est pas normale aux fils, le champ électrique ne l'est pas non plus?

Regardez le mur en face de vous. Les fils sont verticaux. Vous l'éclairez normalement avec une onde polarisée verticalement. Maintenant vous déplacez l'émetteur vers votre droite tout en éclairant le même morceau du mur. Le champ électrique reste parallèle aux fils mais l'incidence n'est plus normale.

J'ai du mal à voir cela. En fait, il faut comprendre qu'il s'agit d'une onde stationnaire comme sur la page wikipédia, mais cela en 3D, n'est-ce pas? Et qu'en fonction du déphasage où des amplitudes des ondes incidente et réfléchie, on a l'impression que l'onde bouge un peu?
(voir l'applet dans http://www.u-bourgogne.fr/PHYSIQUE/O.../OndeStat.html)

OK. L'applet est le bon pour l'incidence normale.

Je crois que je n'ai pas bien compris la dernière phrase. J'ai compris que les fils du polariseur déphasaient l'onde incidente ; à strictement parler l'onde incidente génère un déplacement des électrons dans le fil qui, ces derniers étant des particules électriquement chargées, génèrent à leur tour une nouvelle onde électomagnétique. Alors, puisque l'onde incidente a bousculé les électrons, elle a perdue de l'énergie, cela se traduit par une perte d'amplitude et non de fréquence (?).

Non. Dans un bon conducteur, un petit champ électrique génère des courants faramineux. Et un courant faramineux générerait une onde faramineuse. Le résultat est que le système "se débrouille" pour que le champ électrique résultant de l'addition de l'onde incidente plus celui de l'onde générée donne le tout petit champ nécessaire à la génération de l'onde de la bonne amplitude. Si le conducteur est idéal, le champ nécessaire est zéro. Dans un conducteur réel, c'est juste un tout petit peu plus que zéro.

Ce déphasage de Pi entre les deux ondes, celle incidente et celle des électrons, conduit à un comportement particulier : l'onde des électrons rayonne de part et d'autre des fils : du côté opposé à l'onde incidente, l'onde des électrons, et l'onde incidente dans la même direction se détruisent mutuellement à condition que le champ électrique soit identique entre les deux ondes?

Oui, d'accord.

De l'autre coté, celui d'où vient l'onde incidente, les ondes se déplaçant en sens opposé conduisent à ce que l'onde incidente et l'onde des électrons soient perçues par leur addition : une onde stationnaire. En fait, en jouant avec l'applet (onde 2D), je comprends pourquoi il n'y pas d'interférence destructive de ce côté là : le sens opposé des ondes changent la donne : il y a continuellement des "interférences destructives" sur la première partie de la période d'onde, et sur l'autre des "interférences constructives", si tenté que ces termes gardent un sens alors. C'est cela? Et votre boîte à oeufs n'est que l'image de ce phénomène en 3D?

Je crois avoir trouvé un applet qui permet de visualiser la boîte d'oeufs en 3D :
http://www.falstad.com/wavebox/

Il faut presser ripple tank applet pour ouvrir l'application dans une autre fenêtre. En réglant l'affichage sur 3D, en précisant 2 sources, une fréquence, et en jouant sur la fréquence et la vitesse de simulation, en laissant le temps aussi, la boîte d'oeuf apparaît n'est-ce pas? On a des bosses, mais j'arrive pas à obtenir des losanges...

Oui, ça ressemble. Dans ce cas la surface réfléchissante est à 45° dans une ligne où c'est toujours noir. Et l
Je vous ai fait un dessin à main levée dans lequel vous trouvez la même situation en moins joli. La surface réfléchissante est celle d'en bas et elle est perpendiculaire au papier. Vous avez une onde qui arrive de droite dans la direction K_incident. La polarisation de l'onde est perpendiculaire au dessin. Les traits continus sont les maximums et minima de la sinusoïde. Cette onde arrive et se réfléchit sur la surface d'en bas. La direction de l'onde réfléchie est celle du vecteur d'onde K_réfléchi.


L'addition des deux "tôles ondulées" vous donne des maxima indiqués par des gros '+' et des minima indiqués par des gros '-'. Les traits en pointillé sont les zéros des ondes. L'addition vous donne des lignés de zéros au niveau de la surface réfléchissante et des endroits marqués par une flèche et un 'Z'.
Le tout se déplace vers la droite à une vitesse qui est en fait supérieure à la vitesse de la lumière. Mais pas d'affolement, il s'agit d'une vitesse de phase et no d'une vitesse de groupe.

Je crois que les choses, à ce sujet, me sont de plus en plus claires. Reste, qu'est-ce qui se passe quand l'onde n'est pas parfaitement alignée : le champ électrique de l'onde incidente forme un angle avec les fils dans le plan perpendiculaire aux fils ou le champ électrique forme un angle avec les fils dans le plan du polariseur.
Dans ce dernier cas, l'onde est bloquée. Chaque fil reçoit un peu du champ électrique? Chaque fil rayonne une onde indépendante?

Dans ce cas vous pouvez décomposer l'onde en deux ondes à polarisation perpendiculaire: une parallèle aux fils et l'autre perpendiculaire aux fils. L'onde parallèle est réfléchie et l'onde perpendiculaire passe sans les voir.
Au revoir.

[EspritTordu]

Merci beaucoup. Je crois que je vois un peu mieux la scène maintenant.

Regardez le mur en face de vous. Les fils sont verticaux. Vous l'éclairez normalement avec une onde polarisée verticalement. Maintenant vous déplacez l'émetteur vers votre droite tout en éclairant le même morceau du mur. Le champ électrique reste parallèle aux fils mais l'incidence n'est plus normale

Effectivement je n'avais pas pensé à ce cas là.

Non. Dans un bon conducteur, un petit champ électrique génère des courants faramineux. Et un courant faramineux générerait une onde faramineuse. Le résultat est que le système "se débrouille" pour que le champ électrique résultant de l'addition de l'onde incidente plus celui de l'onde générée donne le tout petit champ nécessaire à la génération de l'onde de la bonne amplitude. Si le conducteur est idéal, le champ nécessaire est zéro. Dans un conducteur réel, c'est juste un tout petit peu plus que zéro.

hummm?
Je ne comprends pas très bien pourquoi dans un conducteur parfait le champ électrique généré est de zéro?
Vous voulez dire que l'amplitude l'onde réfléchie est strictement la même que celle incidente?

Pourquoi le déphasage est-il de PI nécessairement?

Pourquoi ne parle-t-on jamais du champ magnétique? N'a-t-il pas une influence sur les électrons aussi?

Lorsque le champ électrique d'une onde incidente est découpé par différents fils (comme dans le cas où l'onde traverse le filtre polarisée), chaque fil génère une onde indépendante? ici on ne peut plus parler des interférences de ces dernières avec l'onde incidente, non?

[LPFR]

Bonjour

hummm?

Tant pis pour vous.

Je ne comprends pas très bien pourquoi dans un conducteur parfait le champ électrique généré est de zéro?
Vous voulez dire que l'amplitude l'onde réfléchie est strictement la même que celle incidente?

Oui.
Vous verrez un cas similaire si vous étudiez des amplis Op avec contre réaction. La différence de tension entre les deux entrées est toujours négligeable, mais suffisante pour qu'il sorte ce qu'il faut.

Pourquoi le déphasage est-il de PI nécessairement?

Parce que si non, la somme ne serait pas zéro et il aurait des courants faramineux.

Pourquoi ne parle-t-on jamais du champ magnétique? N'a-t-il pas une influence sur les électrons aussi?

Le champ magnétique n'exerce de forces que sur des charges en mouvement, et même dans ce cas les forces sont perpendiculaires au mouvement, c'est à dire dans le sens où les électrons ne peuvent pas se déplacer.

Lorsque le champ électrique d'une onde incidente est découpé par différents fils (comme dans le cas où l'onde traverse le filtre polarisée), chaque fil génère une onde indépendante? ici on ne peut plus parler des interférences de ces dernières avec l'onde incidente, non?

Oui chaque fil génère une onde indépendante et en opposition de phase avec l'onde qui lui arrive. Les interférences de toutes ces ondes vous donnent des ondes planes. Et c'est l'interférence (l'addition) de tout ce monde qui vous donne le résultat dont on parle depuis des semaines.
Au revoir.

[EspritTordu]

Merci. Je crois que me voilà mieux au courant.