La polarimétrie - Université SAAD DAHLAB de BLIDA

Université SAAD DAHLAB
Faculté des sciences
Département de physique
La polarimétrie
Par: A.SIDIMOUSSA
La nature de la lumière ?
• Onde ou corpuscule ?
Ou
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Photon
La nature ondulatoire de la lumière
• La lumière est une Onde Electromagnétique (OEM) elle est
due a la propagation d’un champs électrique E et
magnétique B.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Polarisation_\%28optique\%29
• Les ondes électromagnétiques sont transversales : le
vecteur du champ électrique E et le vecteur du champ
magnétique B sont perpendiculaires l’un à l’autre et situés
dans un plan normal à la direction de propagation k.
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La nature ondulatoire de la lumière
• Le domaine visible λ (longueur d’onde)
http://www.reviz.fr/seconde/physique/lumiere/visible-et-invisible.html
• Optique ondulatoire, la condition que les
paramètres géométriques de l’ ordre 103λ.
• La vitesse de la lumière C ~ 108 m/s.
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Polarisation de la lumière
• La polarisation de la lumière, c’est le changement
de direction (orientation) du champ E, la
direction du champ E indique la direction de
polarisation.
• Lumière naturelle: polarisée aléatoirement
(temps, position …).
• Lumière polarisée: Quand la lumière traverse un
polariseur, le champ électrique ne peut plus
vibrer que dans une direction perpendiculaire à
la direction de propagation k. La lumière est
polarisée rectilignement.
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Polarisation de la lumière
Lumière naturelle
Lumière polarisée
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Activité Optique
• Substance optiquement active?
- C’est une substance avec un carbone
asymétrique*, interagit avec une OEM, le résultat
est une rotation du plan de la lumière polarisée
(c'est-à-dire lié à quatre
d’un angle α appelé pouvoir
rotatoire.
atomes ou groupes
d'atomes donc être
• La mesure du pouvoir
rotatoire
est un moyen
hybridé
sp3) qui possède
pour déterminer lequatre
degré
de pureté,
la
substituant
de
concentration des substances
même la structure
nature différente.
chimique des molécules.
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1-bromo-1-chloroethane
Mécanismes de l’activité optique
• Lorsqu’un rayon de lumière linéairement polarisé
traverse une substance dite optiquement active, il
conserve sa polarisation mais son plan de
polarisation subit une rotation d’angle α autour de la
direction de propagation.
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L’activité optique
• Pour
un
observateur
recevant
le
rayon.
• La substance est appelée dextrogyre selon que la
rotation a lieu dans le sens des aiguilles d’une
montre
(rotation
à
droite).
• Lévogyre selon que la rotation dans le sens
contraire (rotation à gauche)
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Manipulation
• Schéma général
α
Source
lampe
Na (D)
Polariseur
rectiligne 1
Tube rempli
de solution
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Polariseur
rectiligne
mobile 2
Manipulation
• Le polarimètre utilisé est du type à pénombre
3 lames polariseurs et telles que deux lames
voisines sont polarisées dans directions
perpendiculaire.
90°
90°
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Manipulation
• Le polarimètre utilisé est du type à pénombre
Lorsque la lame centrale
laisse la lumière ses voisines
sont opaque
Situation de pénombre
luminosité homogène
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Lorsque la lame centrale
est opaque ses voisines
sont lumineuses
Loi de Biot
L'angle de rotation est proportionnel à la longueur de cuve l et à la
concentration C. La constante de proportionnalité est appelée pouvoir
rotatoire de la substance. Elle dépend de la température T et de la
longueur d'onde à laquelle l'expérience a été réalisée.
α = [α]T,λ . l .C
Où :
α : angle de rotation du plan de polarisation observé en (degrés °)
l : longueur de la cuve en cm.
C : concentration de la solution en g / ml. Ou Kg/l
[α]T,λ : pouvoir rotatoire spécifique défini à une température T en °C et
mesuré pour une longueur d'onde λ donnée , on utilise la raie D du
sodium (Na) λ=5893 A°
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