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.htmlDéfaut : 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.