La polarisation est une propriété de la lumière, ou d’un autre rayonnement électromagnétique, qui est principalement comprise en étudiant les ondes du rayonnement. Il a été découvert par Etienne Louis Malus, un physicien français au début des années 1800. La lumière visible est la gamme de rayonnement électromagnétique que les humains peuvent voir, et ses longueurs d’onde vont d’environ 380 à 740 nanomètres. Le rayonnement électromagnétique est un rayonnement produit par des champs électriques et magnétiques qui se déplacent ensemble à la vitesse de la lumière dans l’espace.
La lumière a été décrite comme étant composée de deux ensembles d’ondes transversales perpendiculaires l’une à l’autre. Ces deux ensembles d’ondes représentent les segments électriques et magnétiques du rayonnement. Bien que la polarisation puisse être assez complexe, elle peut être mieux comprise à l’aide d’exemples simples.
Il est parfois plus facile de considérer cette propriété si un seul des deux ensembles d’ondes est considéré – l’ensemble électrique. En lumière non polarisée, les ondes sont dans un fouillis de directions. Les ondes ont de nombreuses orientations différentes autour de la direction dans laquelle la lumière va. Chaque vague est représentée par une flèche qui est à angle droit par rapport à la direction dans laquelle la vague se déplace ; cependant, une flèche peut pointer latéralement, une peut pointer vers le haut et une autre peut pointer vers le bas.
Bien que la lumière non polarisée puisse être chaotique, la polarisation a l’effet inverse. La lumière polarisée a l’orientation de toutes les flèches pointant dans la même direction. Quelle que soit la direction dans laquelle les flèches peuvent faire face, toutes les flèches emboîtent le pas, exactement.
Certains scientifiques peuvent mentionner la lumière polarisée circulairement. Dans ce cas, la flèche représentant les ondes lumineuses existe toujours, mais elle tourne au fur et à mesure que l’onde se déplace. Certains ont comparé la flèche représentant les ondes de lumière polarisée circulairement à l’aiguille d’une horloge – tournant autour et autour à mesure que l’onde avance.
La polarisation est également produite naturellement dans certains cas, comme lorsque la lumière passe à travers des cristaux particuliers ou à travers un matériau artificiel conçu pour créer cet effet. Les lunettes de soleil polarisées, par exemple, fonctionnent en ne laissant entrer que la lumière polarisée verticale. Elles sont populaires parmi les amateurs de plein air et les personnes qui souhaitent réduire l’éblouissement du soleil.
Les antennes de transmission et de réception radio sont également polarisées, et l’une des utilisations les plus courantes de cette propriété est le radar. Les radios AM et FM utilisent la polarisation verticale tandis que les téléviseurs utilisent la polarisation horizontale. Fait intéressant, ces deux directions alternent avec l’utilisation des communications par satellite, même pour la télévision. Un satellite peut transporter deux transmissions distinctes d’une même fréquence et doubler le nombre de clients pouvant être desservis.