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Michel HENRY : Agrégé de Physique - Docteur ès Sciences - Maître de Conférences à l’Université Pierre et Marie Curie
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Lire l’articleINTRODUCTION
La découverte de l’activité optique naturelle dans le quartz par Arago en 1811, puis dans l’essence de térébenthine et diverses solutions de sucre par Biot en 1817, ouvrit un large champ d’investigations aux physiciens et surtout aux chimistes : pour la première fois, ils disposaient d’une sonde permettant d’agir au niveau moléculaire.
Plus tard, en 1846, Faraday montra la possibilité de modifier l’activité optique par diverses actions, en particulier celle d’un champ magnétique.
Comme la biréfringence naturelle, mais dans un domaine différent, l’activité optique est essentiellement liée à l’état de polarisation de la lumière, c’est-à-dire à l’orientation dans l’espace du champ électrique de l’onde lumineuse.
Pour décrire l’activité optique et comprendre comment il est possible d’en tirer des renseignements sur la structure moléculaire des composés actifs, nous devons nous fixer un modèle de la lumière. Nous reviendrons plus en détail 1 sur cette question, mais signalons dès à présent que nous utilisons le modèle de l’onde plane monochromatique ou, éventuellement, d’une superposition d’ondes planes.
Les mesures fournissent l’énergie transportée par l’onde, proportionnelle à la valeur moyenne du carré du champ électrique. Dans beaucoup de cas, cette donnée suffit, mais des renseignements complémentaires peuvent bien entendu être fournis par l’analyse de l’état de polarisation de la lumière 2.
Après avoir rappelé les caractéristiques essentielles de l’activité optique (§ 3, 4, 5 et 6), nous examinerons les méthodes de mesure 7, tant visuelles que photoélectriques, puis nous donnerons quelques indications sur les appareils actuellement disponibles 8 et les applications 9.
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- Version courante de déc. 2009 par Jean-Claude MAURIZOT
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7. Méthodes de mesure
7.1 Généralités
Les expériences de polarimétrie peuvent être ramenées au schéma suivant.
Un faisceau de lumière polarisée traverse un milieu actif, c’est-à-dire possédant de la biréfringence linéaire et /ou circulaire, ainsi que, éventuellement, du dichroïsme linéaire et /ou circulaire.
Sauf exception, cette traversée modifie l’état de polarisation de la lumière. Déterminer cette modification permet, en principe, de remonter aux caractéristiques du milieu actif, en l’espèce sa biréfringence et son dichroïsme. Une variante particulière, parmi les plus précises, dite méthode de zéro, consiste à ramener la lumière à son état initial et à déterminer l’action correspondante.
En tout état de cause, le nouvel état de polarisation de la lumière est mesuré à partir de l’intensité lumineuse transmise par un analyseur, soit directement à l’aide d’un analyseur tournant, soit indirectement, l’analyseur étant fixe.
D’autre part, le détecteur peut être soit l’œil de l’observateur (méthodes visuelles), soit un photomultiplicateur (méthodes photoélectriques).
Nous citons pour mémoire les méthodes photographiques, assez sensibles en raison de la capacité d’intégration de l’émulsion argentique, mais lourdes à mettre en œuvre et pratiquement abandonnées de nos jours.
HAUT DE PAGE7.2 Méthodes visuelles
Elles présentent l’avantage de la simplicité, tout en assurant une bonne précision, pour un observateur entraîné toutefois. Par contre, l’« équation personnelle » de l’observateur est un facteur non négligeable et, par nature, ces mesures se prêtent mal à une exploitation informatique.
Les méthodes visuelles restent très employées, ne serait-ce que pour une étude préliminaire d’un phénomène nouveau, aussi en rappelons-nous les principes. Le lecteur intéressé trouvera des renseignements...
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