La polarisation (ou plus précisément le vecteur polarisation) est une grandeur physique macroscopique vectorielle utilisée dans l'étude des propriétés des matériaux diélectriques. Elle désigne la densité volumique de moment dipolaire électrostatique. Son unité dans le Système international est le C/m. Ce concept a été introduit par Faraday alors qu'il étudiait le comportement des isolants électriques dans des champs électrostatiques.
Dans un diélectrique parfait, il n'existe pas de charges électriques libres. En particulier, un champ électrique appliqué ne provoque pas de courant électrique. Mais les charges électriques liées sont susceptibles de se déplacer sur de petites distances ou de vibrer sous l'influence d'un champ électrique : il y a alors apparition d'une polarisation.
Du point de vue microscopique, plusieurs phénomènes interviennent sous l'effet d'un champ électrique :
la polarisation électronique due au déplacement et à la déformation du nuage électronique, cette polarisation est habituellement établie à temps très court (~).
la polarisation atomique ou ionique due aux déplacements des atomes ou des ions, cette dernière a aussi un temps d’établissement très court (~ à ).
la polarisation d’orientation (ou dipolaire – Por) : si les molécules soumises au champ électrique possèdent un moment dipolaire permanent, elles ont tendance à s’orienter suivant le sens de ce champ. Le temps d’orientation des dipôles est beaucoup plus important que dans les deux cas précédents (~ à ) en raison de la grande diversité des dipôles impliqués et de leur environnement moléculaire. La polarisation d’orientation est fortement dépendante de la température.
la polarisation interfaciale (ou de charge d’espace −π) : Cette polarisation apparaît dans les matériaux hétérogènes. Elle provient de l’accumulation des charges électriques aux interfaces entre les différentes phases constituant le matériau lorsque celles-ci possèdent des permittivités et des conductivités différentes. Ce mécanisme induit un moment dipolaire macroscopique dont le temps d’établissement est long (> ).
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En électromagnétisme, l’induction électrique, notée , représente en quelque sorte la densité de charge par unité d'aire (en ) ressentie en un certain point : par exemple, une sphère de rayon entourant une charge subit à cause d'elle en chacun de ses points un certain champ électrique, identique à celui qu'engendrerait la même charge uniformément répartie sur l'aire de la sphère. La densité de charge surfacique ainsi obtenue est alors l'intensité de l'induction électrique.
La pyroélectricité (du grec πῦρ, pyr, feu) est la propriété d'un matériau dans lequel un changement de température entraine une variation de polarisation électrique. Cette variation de polarisation crée une différence de potentiel temporaire, celle-ci disparaissant après le temps de relaxation diélectrique. Cette variation peut générer un courant électrique, ce qui rend ces matériaux utiles pour la détection de radiations ou la production d'électricité. Ils sont tout particulièrement utilisés dans certains détecteurs infrarouge.
vignette|Travail d'une durée de cinq semaines sur un projet expérimental basé sur l’effet Pockels qui est un effet électro-optique permettant la modulation optique grâce au phénomène physique de biréfringence présent au sein de certains matériaux et permet la modulation externe de l’intensité, phase ou la polarisation d’une onde lumineuse. En effet, il s'agit de l'apparition d'une biréfringence dans un milieu créée par un champ électrique statique ou variable. Cette dernière est proportionnelle au champ électrique.
Explore l'étude des ondes non linéairement couplées et de l'énergie des vagues dans les milieux dispersifs, en mettant l'accent sur les mécanismes d'éparpillement et de saturation Raman stimulés.
The interaction of light and matter enables nonlinear frequency conversion and the creation of coherent currents. The optical control of electric currents is of fundamental relevance and prominent research focus in the last decades. These photocurrents ena ...
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