| English | Français |
|---|---|
| polarisation/ˌpəʊləraɪˈzeɪʃn/ | polarisation |
| transverse/trænsˈvɜːs/ | transversale |
| polarising filter/ˈpəʊləraɪzɪŋ ˈfɪltə/ | filtre polarisant |
| transmission axis/trænˈsmɪʃn ˈæksɪs/ | axe de transmission |
| longitudinal/ˌlɒŋɡɪˈtjuːdɪnl/ | longitudinale |
| unpolarised/ʌnˈpəʊləraɪzd/ | non polarisé |
| Malus's law/ˈmæləsɪz lɔː/ | loi de Malus |
| intensity/ɪnˈtensɪti/ | intensité |
Sunglasses that cut glare
- Polarising sunglasses block the glare off water and roads.
- Rotate them and the brightness changes — even though the scene hasn't.
- They work by letting light through in just one plane.
Lunettes de soleil anti-reflets
- Les lunettes polarisantes bloquent les reflets sur l'eau et la route.
- Faites-les tourner et la luminosité change — bien que la scène n'ait pas bougé.
- Elles fonctionnent en laissant passer la lumière dans un seul plan.
Polarisation intensity lab · Laboratoire sur l'intensité polarisée
intensity changes with polariser angle · l'intensité varie selon l'angle du polariseur
Rotate a polariser and see why only transverse waves can be polarised. · Faites pivoter un polariseur pour voir pourquoi seules les ondes transversales peuvent être polarisées.
What polarisation 偏振 is
- Polarisation means making a transverse 横波 wave vibrate in one plane only.
- A polarising filter 偏振片 passes the part lined up with its transmission axis 透光轴 and blocks the rest.
Qu'est-ce que la polarisation 偏振
- La polarisation signifie forcer une onde transversale 横波 à vibrer dans un seul plan.
- Un filtre polarisant 偏振片 laisse passer la partie alignée avec son axe de transmission 透光轴 et bloque le reste.
Polarising a transverse wave means making it vibrate: · Polariser une onde transversale signifie la faire vibrer :
A polarising filter passes only the vibration lined up with its axis, leaving the wave in a single plane. · Un filtre polarisant laisse passer uniquement les vibrations alignées avec son axe, laissant l'onde dans un seul plan.
Only transverse waves
- A transverse wave has many planes to choose from, so it can be polarised.
- A longitudinal 纵波 wave (sound) vibrates along the travel — there is no other plane, so it cannot.
- So: if a wave can be polarised, it must be transverse.
Unpolarised waves vibrate in many planes; a polarised wave vibrates in one plane
Seulement les ondes transversales
- Une onde transversale a de nombreux plans au choix, donc elle peut être polarisée.
- Une onde longitudinale 纵波 (son) vibre le long de la propagation — il n'y a pas d'autre plan, donc elle ne peut pas.
- Donc : si une onde peut être polarisée, elle doit être transversale.
Des ondes non polarisées vibrent dans de nombreux plans ; une onde polarisée vibre dans un seul plan
Sound waves can be polarised. · Les ondes sonores peuvent être polarisées.
No — sound is longitudinal (it vibrates along the travel), so there is no other plane to pick out. · Non — le son est longitudinal (il vibre le long de la propagation), il n'y a donc aucun autre plan à sélectionner.
If a wave can be polarised, it must be ____. · Si une onde peut être polarisée, elle doit être ____.
Only transverse waves have vibration directions perpendicular to travel, so only they can be polarised. · Seules les ondes transversales ont des directions de vibration perpendiculaires à la propagation, ce sont donc elles qui peuvent être polarisées.
Sound cannot be polarised because it is a ____ wave. · Le son ne peut pas être polarisé car c'est une onde ____.
Polarisation restricts oscillations to one plane, and a longitudinal wave already oscillates along only one line, the direction of travel. There is nothing left to restrict. · La polarisation restreint les oscillations à un seul plan, et une onde longitudinale oscille déjà le long d'une seule ligne, la direction de propagation. Il ne reste rien à restreindre.
The exam sentence for "why not sound?"
- Two marks, two ideas: sound is longitudinal, so its vibrations are parallel to the direction of energy transfer.
- There is only one possible direction of vibration, so there is no plane for a filter to select.
- Light is transverse, so its vibrations can be in any plane perpendicular to the travel — a filter can pick one.
La phrase d'examen pour "pourquoi pas le son ?"
- Deux points, deux idées : le son est longitudinal, donc ses vibrations sont parallèles à la direction du transfert d'énergie.
- Il n'y a qu'une direction possible de vibration, donc il n'y a pas de plan pour qu'un filtre sélectionne.
- La lumière est transversale, donc ses vibrations peuvent être dans n'importe quel plan perpendiculaire à la propagation — un filtre peut en choisir un.
Match each wave to whether it can be polarised. · Associez chaque onde à sa capacité d'être polarisée.
Polarisation restricts the oscillation to one plane, and a longitudinal wave already oscillates along a single line. Only transverse waves can be polarised. · La polarisation restreint l'oscillation à un seul plan, et une onde longitudinale oscille déjà le long d'une seule ligne. Seules les ondes transversales peuvent être polarisées.
Malus's law 马吕斯定律
- Through a filter at angle $\theta$ to the polarisation: $I = I_0\cos^{2}\theta$.
- $\theta = 0^{\circ}$: all passes. $\theta = 90^{\circ}$: all blocked.
Crossed filters (a) block the light; parallel filters (b) let it pass
Loi de Malus 马吕斯定律
- À travers un filtre à un angle $\theta$ par rapport à la polarisation : $I = I_0\cos^{2}\theta$.
- $\theta = 0^{\circ}$ : tout passe. $\theta = 90^{\circ}$ : tout est bloqué.
Filtres croisés (a) bloquent la lumière ; filtres parallèles (b) la laissent passer
Polarised light of intensity $100\ \dfrac{\text{W}}{\text{m}^2}$ meets a filter at $60^{\circ}$ to its plane. What intensity gets through? · Une lumière polarisée d'intensité $100\ \dfrac{\text{W}}{\text{m}^2}$ rencontre un filtre orienté à $60^{\circ}$ par rapport à son plan. Quelle intensité traverse-t-elle ?
$I = I_0\cos^{2}\theta = 100 \times \cos^{2}60^{\circ} = 100 \times 0.25 = 25\ \dfrac{\text{W}}{\text{m}^2}$.
Worked example: one filter
- Polarised light of intensity 强度 $I_0$ meets a filter at $\theta = 60^{\circ}$.
- $I = I_0\cos^{2}60^{\circ} = I_0 \times (0.5)^{2} = \dfrac{I_0}{4}$.
- Amplitude: intensity goes with amplitude squared, so the amplitude ratio is the square root: $\dfrac{A}{A_0} = \cos 60^{\circ} = 0.50$.
- Two crossed filters ($90^{\circ}$) let through nothing at all.
Exemple résolu : un filtre
- Lumière polarisée d'intensité 强度 $I_0$ rencontre un filtre à $\theta = 60^{\circ}$.
- $I = I_0\cos^{2}60^{\circ} = I_0 \times (0.5)^{2} = \dfrac{I_0}{4}$.
- Amplitude : l'intensité dépend du carré de l'amplitude, donc le rapport d'amplitude est la racine carrée : $\dfrac{A}{A_0} = \cos 60^{\circ} = 0.50$.
- Deux filtres croisés ($90^{\circ}$) laissent passer zéro lumière.
Two polarising filters are crossed at $90^{\circ}$. How much light gets through? · Deux filtres polarisants croisés à $90^{\circ}$. Combien de lumière passe-t-elle ?
$I = I_0\cos^{2}90^{\circ} = 0$ — crossed filters block the light completely. · $I = I_0\cos^{2}90^{\circ} = 0$ — les filtres croisés bloquent complètement la lumière.
Polarised light passes through a filter whose axis is at $60^{\circ}$ to its plane of polarisation. What is the ratio of the transmitted amplitude to the incident amplitude? · Une lumière polarisée traverse un filtre dont l'axe est à $60^{\circ}$ par rapport à son plan de polarisation. Quel est le rapport entre l'amplitude transmise et l'amplitude incidente ?
$\dfrac{I}{I_0} = \cos^{2}60^{\circ} = 0.25$, and $I \propto A^{2}$, so $\dfrac{A}{A_0} = \sqrt{0.25} = \cos 60^{\circ} = 0.50$. · $\dfrac{I}{I_0} = \cos^{2}60^{\circ} = 0.25$, et $I \propto A^{2}$, donc $\dfrac{A}{A_0} = \sqrt{0.25} = \cos 60^{\circ} = 0.50$.
Polarised light of intensity 80 W/m^2 meets a filter at 60 degrees to its plane. What intensity passes, in W/m^2? · Une lumière polarisée d'intensité 80 W/m^2 rencontre un filtre à 60 degrés par rapport à son plan. Quelle intensité passe, en W/m^2 ?
Malus: I = I0 cos^2(theta) = 80 x 0.25 = 20 W/m^2. Squaring the cosine is the step people drop, and dropping it gives 40. · Malus : I = I₀ cos²2(θ) = 80 x 0.25 = 20 W/m^2. Le fait de mettre le cosinus au carré est l'étape que les gens négligent, et la négliger donne 40.
A third filter in the middle
- Two crossed filters block everything. Slide a third filter between them at $45^{\circ}$ and light gets through again.
- The middle filter passes $\cos^{2}45^{\circ} = \dfrac{1}{2}$ of the light and turns its plane to $45^{\circ}$.
- The last filter is now only $45^{\circ}$ from that new plane, so it passes another half.
- Each filter works on the light as it arrives, not on the original beam.
Un troisième filtre au milieu
- Deux filtres croisés bloquent tout. Glissez un troisième filtre entre eux à $45^{\circ}$ et la lumière passe à nouveau.
- Le filtre intermédiaire transmet $\cos^{2}45^{\circ} = \dfrac{1}{2}$ de la lumière et fait tourner son plan à $45^{\circ}$.
- Le dernier filtre n'est maintenant qu'à $45^{\circ}$ de ce nouveau plan, il laisse donc passer une autre moitié.
- Chaque filtre agit sur la lumière tel qu'elle arrive, et non sur le faisceau initial.
Unpolarised light meets two crossed filters. Which are true? Select all · tout that apply. · Une lumière non polarisée rencontre deux filtres croisés. Quelles affirmations sont vraies ? Sélectionnez toutes celles qui s'appliquent.
Each filter re-polarises along its own axis, so every following angle is measured from the previous filter, which is exactly why a third filter can add light rather than remove it. · Chaque filtre re-polarise le long de son propre axe, donc tout angle suivant est mesuré par rapport au filtre précédent, c'est exactement pourquoi un troisième filtre peut ajouter de la lumière plutôt que de la retirer.
Worked example: three filters
Unpolarised 非偏振 light of intensity $I_0$ passes through three filters: the first with a vertical axis, the second at $45^{\circ}$, the third horizontal. Find the final intensity.
- First filter: unpolarised light contains every plane equally, so a single filter passes half: $\dfrac{I_0}{2}$, now vertically polarised.
- Second filter at $45^{\circ}$ to vertical: $\dfrac{I_0}{2}\cos^{2}45^{\circ} = \dfrac{I_0}{4}$, now polarised at $45^{\circ}$.
- Third filter at $45^{\circ}$ to that: $\dfrac{I_0}{4}\cos^{2}45^{\circ} = \dfrac{I_0}{8}$.
- Check: remove the middle filter and the first and third are crossed — $\cos^{2}90^{\circ} = 0$, nothing passes. Adding a filter increased the light; that is the surprise the examiner is testing.
Exemple résolu : trois filtres
Une lumière 非偏振 (non polarisée) d'intensité $I_0$ traverse trois filtres : le premier à axe vertical, le second à $45^{\circ}$, le troisième horizontal. Trouver l'intensité finale.
- Premier filtre : la lumière non polarisée contient tous les plans également, donc un seul filtre transmet la moitié : $\dfrac{I_0}{2}$, maintenant polarisée verticalement.
- Deuxième filtre à $45^{\circ}$ par rapport au vertical : $\dfrac{I_0}{2}\cos^{2}45^{\circ} = \dfrac{I_0}{4}$, maintenant polarisé à $45^{\circ}$.
- Troisième filtre à $45^{\circ}$ de celui-ci : $\dfrac{I_0}{4}\cos^{2}45^{\circ} = \dfrac{I_0}{8}$.
- Vérification : si on retire le filtre du milieu, le premier et le troisième sont croisés — $\cos^{2}90^{\circ} = 0$, rien ne passe. Ajouter un filtre a augmenté la lumière ; c'est là la surprise que l'examinateur teste.
Vertically polarised light of intensity $I_0$ passes through a filter at $45^{\circ}$ and then a horizontal filter. What fraction of $I_0$ comes out? · Une lumière polarisée verticalement d'intensité $I_0$ traverse un filtre à $45^{\circ}$ puis un filtre horizontal. Quelle fraction de $I_0$ sort-il ?
After the $45^{\circ}$ filter: $I_0\cos^{2}45^{\circ} = \dfrac{I_0}{2}$, now polarised at $45^{\circ}$. The horizontal filter is $45^{\circ}$ from that: $\dfrac{I_0}{2} \times \dfrac{1}{2} = \dfrac{I_0}{4}$. · Après le filtre $45^{\circ}$ : $I_0\cos^{2}45^{\circ} = \dfrac{I_0}{2}$, maintenant polarisé à $45^{\circ}$. Le filtre horizontal est à $45^{\circ}$ de celui-ci : $\dfrac{I_0}{2} \times \dfrac{1}{2} = \dfrac{I_0}{4}$.
When two crossed filters block all light, inserting a third filter at 45 degrees between them lets some light through. · Lorsque deux filtres croisés bloquent toute la lumière, insérer un troisième filtre à 45 degrés entre eux laisse passer une partie de la lumière.
Each filter re-polarises along its own axis, so the angle for the next one is measured from THERE, not from the original plane. Adding a filter can increase the transmitted light. · Chaque filtre re-polarise le long de son propre axe, donc l'angle pour le suivant est mesuré DE LÀ, et non depuis le plan original. Ajouter un filtre peut augmenter la lumière transmise.
$\theta$ is the angle between the light's plane of polarisation and the filter's transmission axis — not the angle you rotated the filter through, unless it started aligned. Rotating a filter through a full $360^{\circ}$ gives two maxima and two minima. And unpolarised light through one filter always comes out at half the intensity, whatever the filter's angle.
$\theta$ est l'angle entre le plan de polarisation de la lumière et l'axe de transmission du filtre — pas l'angle de rotation du filtre lui-même, sauf s'il partait aligné. Faire tourner un filtre d'un tour complet ($360^{\circ}$) donne deux maxima et deux minima. Et la lumière non polarisée passant à travers un seul filtre en sort toujours avec une intensité divisée par deux, quelle que soit l'orientation du filtre.
Unpolarised light passes through a single polarising filter. Rotating the filter changes the intensity that comes out. · Une lumière non polarisée traverse un unique filtre polarisant. Faire tourner le filtre modifie l'intensité de sortie.
Unpolarised light has every plane equally, so one filter always passes half of it — the angle makes no difference. Malus's law only applies to light that is already polarised. · Une lumière non polarisée a tous les plans également, donc un filtre laisse toujours passer la moitié de celle-ci — l'angle n'a aucune importance. La loi de Malus ne s'applique qu'à la lumière déjà polarisée.
You've got it
- polarisation = vibrating in one plane; only transverse waves can do it (sound cannot: its vibrations are parallel to the energy transfer)
- Malus's law: $I = I_0\cos^{2}\theta$; amplitude ratio $= \cos\theta$; crossed filters block all light
- filters act one after another on the light as it arrives — a middle filter lets light through crossed ones
Vous avez compris
- polarisation = vibration dans un seul plan ; seuls les ondes transversales peuvent le faire (le son ne peut pas : ses vibrations sont parallèles au transfert d'énergie)
- Loi de Malus : $I = I_0\cos^{2}\theta$ ; rapport des amplitudes $= \cos\theta$ ; les filtres croisés bloquent toute la lumière
- Les filtres agissent les uns après les autres sur la lumière tel qu'elle arrive — un filtre intermédiaire permet à la lumière de passer à travers des filtres croisés