La polarimétrie

Par: A.SIDIMOUSSA

Université SAAD DAHLAB Faculté des sciences

Département de physique

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La nature de la lumière ?

• Onde ou corpuscule ?

PhotonOu

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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.

• 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.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Polarisation_\%28optique\%29

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La nature ondulatoire de la lumière

• Le domaine visible λ (longueur d’onde)

• Optique ondulatoire, la condition que les paramètres géométriques de l’ ordre 103λ.

• La vitesse de la lumière C ~ 108 m/s.

http://www.reviz.fr/seconde/physique/lumiere/visible-et-invisible.html

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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 d’un angle α appelé pouvoir rotatoire.

• La mesure du pouvoir rotatoire est un moyen pour déterminer le degré de pureté, la concentration des substances même la structure chimique des molécules.

(c'est-à-dire lié à quatre atomes ou groupes

d'atomes donc être hybridé sp3) qui possède quatre

substituant de nature différente.

1-bromo-1-chloroethane

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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

Sourcelampe Na (D)

Polariseurrectiligne 1

Tube rempli de solution

Polariseurrectiligne mobile 2

α

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Manipulation

• Le polarimètre utilisé est du type à pénombre3 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

Lorsque la lame centrale est opaque ses voisines

sont lumineuses

Situation de pénombre luminosité homogène

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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°