Bienvenue, Invité. Merci de vous connecter ou de vous inscrire.
Avez-vous perdu votre e-mail d'activation ?

29 mars 2024, 01:17:14 am

Login with username, password and session length

Shoutbox

Membres
Stats
  • Total des messages: 5084
  • Total des sujets: 2368
  • En ligne aujourd'hui: 14
  • Record de connexion total: 138
  • (14 novembre 2018, 09:31:35 pm)
Membres en ligne
Membres: 0
Invités: 8
Total: 8

Auteur Sujet: Représentation (E, A) d'une onde EM polarisée circulairement ?  (Lu 3169 fois)

JacquesL

  • Administrateur
  • Membre Héroïque
  • *****
  • Messages: 4 595
Représentation (E, A) d'une onde EM polarisée circulairement ?
« le: 25 septembre 2007, 01:39:15 am »
Je crois bien avoir déjà posé la question et n'avoir eu aucune réponse que je parvienne à utiliser.
Quel est le pas d'hélice d'un photon polarisé circulairement ?
Autrefois, j'avais cru vrai que le pas d'hélice était égal à la longueur d'onde.
Puis devant la difficulté de la représentation (E,A) de cette polarisation, je me suis mis à avoir de gros doutes, et à envisager un pas bien plus grand que la longueur d'onde.

Finalement, les documents donnent un pas égal à la longueur d'onde : http://en.wikipedia.org/wiki/Photon_polarization et http://en.wikipedia.org/wiki/Circular_polarization

Sauf qu'il ne donnent que la géométrie du vecteur E, champ électrique.
Et qu'en est-il au juste de la phase du vecteur A, potentiel magnétique ? Oui, il a bien la même périodicité donc la même hélicité. Mais sa phase ?

En onde plane, c'est simple, A est toujours en avance d'un quart de longueur d'onde.

Je ne vois qu'une seule solution possible :
Chaque projection x ou Y est identique à ce qu'elle serait en onde plane. Mais un décalage fixe existe entre ces deux projections, d'un quart de période.

Prenons une onde qui progresse en tournant dans le sens vissant. Photographions un instantané depuis l'arrière:
à l'abscisse 0, E est vertical vers le haut. A est horizontal à droite.
1/4 de période plus loin, c'est à dire dans le passé du présent plan isophase, A est vertical vers le haut, E horizontal à gauche, et ainsi de suite.

Ou autrement dit, en chaque point, A est en avance sur E d'un quart de tour, quelle que soit la polarisation.

De la sorte, la combinaison de deux polarisations circulaires de vrillage opposé et d'intensités égales, produit une onde plane.

Finalement, cela faisait 13 ans que je me faisais une représentation erronée du diagramme (E, A) en polarisation circulaire.

« Modifié: 04 février 2009, 11:47:35 pm par Jacques »

JacquesL

  • Administrateur
  • Membre Héroïque
  • *****
  • Messages: 4 595
Re : Représentation (E, A) d'une onde EM polarisée circulairement ?
« Réponse #1 le: 25 septembre 2007, 01:40:28 am »
Ah au fait, cela répond à la question classique, re-posée récemment par Florian : l'onde E.M. émise ou captée en symétrie sphérique est impossible, que ce soit en polarisation circulaire ou plane, en raison du théorème des hérissons.
En  polarisation plane, l'émission n'est possible que dans un lobe perpendiculaire au dipôle électrique. Et idem à l'absorption. Il est donc exigé de l'émetteur et du récepteur que durant le temps que dure le transfert de photon, ils aient leurs axes de polarisation électrique parallèles, et perpendiculaires à la direction du transfert.
En polarisation circulaire, il est exigé de l'émetteur et de l'absorbeur qu'ils aient leurs axes magnétiques alignés le long de l'axe de transfert.

JacquesL

  • Administrateur
  • Membre Héroïque
  • *****
  • Messages: 4 595
Onde électromagnétique, polarisation plane ou circulaire.
« Réponse #2 le: 04 février 2009, 05:08:51 pm »
Suite à un débat sur le groupe Usenet fr.sci.physique, j'ai révisé et publié au format html, et non plus pdf, un vieux cours enseigné autrefois à des B.E.P. électronique, bien motivés par leur projet (un détecteur de monoxyde de carbone par l'absorption I.R. de sa raie de vibration à 4,666 µm) :
http://jacques.lavau.deonto-ethique.eu/rayonnement.html



Défaut : il ne traite pas de la polarisation circulaire, alors qu'on a débattu de cela plusieurs fois.
Avantage déjà souligné depuis longtemps : en polarisation plane, toute la figure aussi est plane. La direction de plan  déterminée par k, vecteur d'onde, et indifféremment E ou A (champ électrique et potentiel magnétique) est fixe, c'est le plan de polarisation, qui contient évidemment le tourneur B.

En polarisation circulaire, E et A sont à modules constants, et toujours à nonante degré l'un de l'autre dans le plan isophase. A reste en quadrature avance, toutes polarisations.
Donc à l'instant où E est vertical vers le haut, disons à 12 heures, et si l'hélicité est à droite, dans le sens des vis ordinaires, A est à 3 heures.
Et E court après A.

L'énorme avantage du potentiel magnétique A, est que lui est vectoriel, et ne vous change donc pas des mathématiques que vous connaissiez.

Toutefois, le champ tornatoriel B (champ de tenseur antisymétrique du second ordre, si vous préférez faire plus bref) permet de prédire très facilement la pression de radiation, avec les moyens accessibles à ces élèves là.

Pour traiter de la polarisation circulaire sans faire de dessin en perspective, il faut faire deux figures planes similaires à celle ci-dessus, mais décalées d'un quart de période. Si u est la direction de propagation, et x et y deux directions orthogonales dans le plan isophase, projeter sur le plan ux et sur le plan uy.
Et voilà, vous avez alors tout ce qu'il faut savoir, l'hélice se projette en sinusoïde, tant pour E que pour A.


Mhmh... Si, il vous faut savoir une chose de plus : c'est piégeant, cette polarisation circulaire.
Quand j'ai décrit la polarisation circulaire à droite, au sens où immobile dans un plan perpendiculaire à la propagation,  plan isophase à titre instantané. Si vous regardez dans le sens de la propagation, depuis l'arrière donc, vous voyez bien les deux vecteurs E et A tourner dans le sens horaire. Dans le sens où vous vissez.

Sauf qu'un observateur qui pourrait faire un instantané des champs qui défilent devant lui, voit une hélice à gauche, et non à droite. Au plan + lambda/4, il voit l'état antérieur, à -T/4 au plan zéro.

Bref, c'est comme s'il voyait une hélice d'extrudeuse, hélice à gauche qui tournant à droite, refoule la pâte devant elle. Dans le Delta du Nil en 1951, les fellahas utilisaient des vis d'Archimède, qu'il actionnaient à la main, à deux, pour monter l'eau des canaux vers leurs champs.
« Modifié: 04 février 2009, 11:48:39 pm par Jacques »

ffi

  • Néophyte
  • *
  • Messages: 34
Re : Représentation (E, A) d'une onde EM polarisée circulairement ?
« Réponse #3 le: 21 octobre 2009, 03:21:33 pm »
Que penser de tout ceci en rapport avec le théorie hélicoïdal de la lumière ?
http://superluminalquantum.org/STAIF-2007article.pdf