La Polarimétrie Flashcards
1
Q
Aspect corpusculaire de la lumière: ____________________________________________.
A
La lumière se comporte comme si son énergie était concentrée dans un corpuscule, le photon.
2
Q
Chaque photon transporte un _______________.
A
quantum d’énergie
3
Q
L’énergie d’un photon est définie par la relation ______________résumée en cette formule: ___________________________.
A
Relation de Planck-Einstein
E = h.ν
h: Constante de Planck (6,626 070 15 × 10−34 J s)
ν: fréquence (en hertz) de l’onde électromagnétique associée au photon considéré.
4
Q
Aspect ondulatoire de la lumière: ________________________________________.
A
La lumière est une onde électromagnétique se composant de:
Un champ électrique E de grandeur E=E0*cos w.t
Un champ magnétique B de grandeur B=B0 cos w.t
E0/B0: amplitude
w: pulsation
t: période de vibration
5
Q
Aspect ondulatoire de la lumière
E et B sont _______________ entre eux et contenus dans un plan _____________ à la direction de propagation.
A
perpendiculaire x 2
6
Q
Aspect ondulatoire de la lumière
La lumière est un phénomène vibratoire transportant de _____________.
A
énergie
7
Q
Aspect ondulatoire de la lumière
L’introduction d’un objet optique d’indice de réfraction n va entrainer un retard dans ___________________ et ___________________.
A
- Le trajet optique δ;
- La phase φ
8
Q
Aspect ondulatoire de la lumière
La vibration lumineuse est caractérisée par l’équation suivante: ________________.
A
Y= α cos (ωt-φ)
α: amplitude;
ω: pulsation ou vitesse angulaire;
t: Période de la vibration;
φ: Phase (valeur de l’angle à l’origine du temps)
9
Q
La longueur d’onde est la ______________________________.
A
distance parcourue par une vibration dans le vide pendant un temps T: λ=1/σ
σ: nombre d’onde
10
Q
La pulsation est égale à _________________.
A
ω=2π/t
11
Q
La période de vibration est égale à ______________.
A
t=λ/c=1/γ
γ: fréquence de la radiation dans le vide;
c: vitesse de la lumière.
12
Q
Chaque particule libre possède: ___________, ___________, __________, ____________.
A
Energie: E;
Impulsion: ω;
Fréquence: ν;
Longueur d’onde: λ.
13
Q
L’intensité de vibration ou éclairement est proportionnel au ____________.
A
carré de l’amplitude (a): I=k a^2
14
Q
Caractéristiques de la lumière naturelle: ___________________, _______________, _________________.
A
- Direction qui varie aléatoirement dans le plan d’onde;
- Amplitude, orientation et phase changeant de manière indépendante et en fonction du temps;
- Les amplitudes des deux champs varient sinusoïdalement avec le temps.
15
Q
Une lumière est dite polarisée lorsque ______________________________.
A
la vibration du vecteur électrique E a lieu dans un plan fixe.
16
Q
La lumière polarisée est caractérisée par deux plans: _________________ et _____________.
A
Plan (π) de vibration, représenté par le vecteur champ électrique;
Plan (P) de polarisation, représenté par le vecteur champ magnétique.
17
Q
On peut décomposer le vecteur E suivant deux axes _____________, contenus dans _________.
A
orthogonaux Ox et Oy
un même plan
18
Q
Si α est l’angle que fait le vecteur E avec l’axe Ox, les composantes x et y s’écrivent: _____________, ________________.
A
x=E0 cos α cos ωt
y=E0 sin α cos (ωt - φ)
19
Q
Une vibration est rectiligne si: φ= _______________.
A
φ= 2k π (k nombre entier)
20
Q
Une vibration est rectiligne si l’équation suivante est respectée: _____________.
A
y= a/b x
21
Q
Pour les lumières polarisées rectilignement, le vecteur représentatif est _______________________.
A
parallèle à une direction fixe particulière
22
Q
Pour la lumière polarisée elliptiquement, l’extimité du vecteur de champ électrique E décrit, au cours du temps, une ____________ dans le plan d’onde.
A
ellipse
23
Q
Pour la lumière polarisée elliptiquement, l’origine du vecteur E est _______________.
A
au centre de l’ellipse
24
Q
La vibration est elliptique si φ=_________________.
A
φ= (2k+1) π/2
25
La vibration est elliptique si l'équation est _________________.
x^2/a^2 + y^2/b^2 = 1
26
x^2/a^2 + y^2/b^2 = 1 est l'équation d'une _______ d'axes Ox et Oy dont les demi longueurs sont __ et __ sachant que _____, _________.
a et b
b
27
Lorsque α est égale à __, a=b, et l'équation devient: ___________, celle d'une lumière polarisée ______________.
π/2
x^2 + y^2 = a^2
Lumière polarisée circulairement
28
On obtient une lumière polarisée par trois méthodes: ____________, __________, _____________.
- Polarisation par des polaroides;
- Polarisation par réflexion (Incidence Brewstérienne);
- Polarisation par double réfraction (Prisme de NICOL).
29
Principe de la polarisation par polaroides: ___________________, ________________, ______________________.
- Une feuille de matière plastique (poly vinyle) est étirée à chaud pour aligner ses longues molécules;
- La feuille est collée sur une feuille transparente et non élastique;
- Tromper la feuille dans une solution d'iode fixée par les molécules orientées sous forme de chaines moléculaires formées d'ions d'iode (bonne conductrice d'électricité).
30
*Polarisation par polaroides*
Si une onde tombe sur le réseau, avec ses vibrations parallèles aux conducteurs, ceux ci _____________________________.
absorbent les vibrations sous forme de courants induits
31
*Polarisation par polaroides*
Si une onde tombe sur le réseau, avec ses vibrations perpendiculaires aux conducteurs, ceux ci _____________________________.
passeront presque sans perte
32
Principe de la polarisation par réflexion: ______________________________________________________.
Un rayon incident (I) de lumière tombe sur un plan de verre (milieu transparent isotrope) d'indice (n2) donne un rayon réfléchi (R) et un rayon réfracté (R');
33
*polarisation par réflexion*
On fait varier l'angle d'incidence α jusqu'à l'obtention d'un angle αβ pour lequel R possède les propriétés suivantes: _____________________ et _____________________
La composante E1 appartenant au plan d'incidence s'annule;
La composante E2 appartenant à la surface réfléchissante et perpendiculaire au plan d'incidence devient maximale (E=E2).
34
Soit αb l'angle d'incidence et de réflexion;
Soit β l'angle de réfraction;
Selon la loi de Descartes, et les exigences ci-dessus: _______________, _____________, _____________, __________________.
n1 sin (αb) = n2 sin β
n1 sin (αb) = n2 sin (π/2 - β)
n1 sin (αb) = n2 cos (αb)
tan (αb) = n2/n1
35
L'incidence de Brewster αb se caractérise par le fait que ______________ est _____________ au ________________ qui nous donne une lumière totalement polarisée pour laquelle la direction du vecteur lumineux est ____________ au plan d'incidence.
Le rayon réfléchi est perpendiculaire au rayon réfracté;
perpendiculaire
36
Principe de la polarisation par double réfraction: __________________________________________________________________, __________________________________________.
Un milieu anisotrope permet la création d'un rayon extraordinaire et d'un rayon ordinaire polarisés perpendiculairement l'un par rapport à l'autre et suivant une direction précise qui est fonction de l'orientation de l'axe optique;
On utilise un polarisateur pour éliminer un des deux rayons en choisissant la direction par orientation approprié de l'axe optique.
37
*Polarisation par double réfraction*
Le rayon dévié légèrement est __________, tandis que le rayon dévié fortement est ____________.
extraordinaire;
ordinaire.
38
Le prisme de Nicol est fait par du ____________________.
Spath d'Islande (calcite)
39
*Prisme de Nicol - Première interface*
L'indice de réfraction du rayon ordinaire n0: _________.
L'indice de réfraction du rayon ordinaire ne: _________.
n0=1.658
ne=1.486
40
*Prisme de Nicol - Deuxième interface*
Les deux rayons ressortent ____________ mais ____________ et ____________ par rapport à la direction incidente.
décalés verticalement;
parallèles et non déviés.
41
*Prisme de Nicol*
On élimine l'onde ____________.
ordinaire
42
*Prisme de Nicol*
Pour éliminer l'onde ordinaire, on _______________________________________________________________________
On coupe le cristal en deux parties égales que l'on recolle en intercalant une mince couche de Baume de canada dont l'indice est comprise entre ne et n0.
43
*Prisme de Nicol*
Seule l'onde ____________ est réfractée et réémerge du cristal avec la même direction que l'onde incidente, polarisée ___________ dans le plan d'incidence.
extraordinaire;
rectilignement
44
Une lame biréfringente dont les faces d'entrée et de sortie sont parallèles entre elles __________________________.
ne produit pas de double réfraction
45
Une lame biréfringente dont les faces d'entrée et de sortie sont parallèles entre elles produit un __________________________________.
déphasage de l'onde lumineuse dépendant de sa direction de polarisation (lames à retard de phase)
46
*Lame à retard de phase*
L'indice de réfraction n dépend de ________________________.
direction de polarisation de la lumière traversant la lame
47
*Lame à retard de phase*
Soit o un point quelconque de la surface de la lame: on retrouve deux types de lignes neutres ou d'axes: _______________ et _______________.
Axe rapide: suivant lequel n est plus petit;
Axe lent: suivant lequel n est plus grand.
48
*Lame à retard de phase*
Les lignes neutres sont les seules directions suivant lesquelles une vibration rectiligne puisse traverser une lame biréfringente sans ________________.
modification
49
*Lame à retard de phase*
Si la lumière polarisée est normale au plan de la section principale: ______________________.
Elle passe dans le faisceau ordinaire
50
*Lame à retard de phase*
Si la lumière polarisée est parallèle au plan de la section principale: ______________________.
Elle passe dans le faisceau extraordinaire
51
*Lame à retard de phase*
Les deux composantes suivant les deux axes de la lumière ne se __________________________ avec une différence de phase: ____________________.
propagent pas à la même vitesse et en sortent déphasés;
φ= 2π/λ * e (no-ne)
52
L'onde émergeante d'une lame onde est _________________ , ______________et se caractérise par:
δ= _____
φ= _____
polarisée rectilignement;
Plan de polarisation avec les lignes neutres même que l'angle d'incidence;
δ= k.λ
φ= 2k.π
53
L'équation caractérisant la lame onde: _______________.
y/x=tan α (droite faisant avec les axes neutres un angle α)
54
L'onde émergeante d'une lame demi-onde est _________________ , ______________et se caractérise par:
δ= _____
φ= _____
polarisée rectilignement;
Plan de polarisation est symétrique à celui de l'onde incidente par rapport aux axes neutres;
δ= (2k+1).λ/2
φ= (2k+1).π
55
L'équation caractérisant la lame demi onde: _______________.
y/x=-tan α (droite faisant avec les axes neutres un angle α)
56
La lame quart d'onde peut servir à _______________________et se caractérise par:
δ= _____
φ= _____
Transformer une polarisation rectiligne en elliptique ou vice versa;
δ= (2k+1).λ/4
φ= (2k+1).π/2
57
L'équation caractérisant la lame quart d'onde: _______________.
x^2 / (α cos α)^2 + y^2 / (α sin α)^2 = 1 (Equation d'une ellipse rapportée aux axes de coordonnées)
58
Mettant e l'épaisseur d'une lame:
Lame onde: e=_______
Lame demi onde: e = __________
Lame quart d'onde: e = _________
Lame onde: e= kλ/Δn;
Lame demi onde: e= (2k+1) λ/2 Δn;
Lame quart d'onde: e= (2k+1)λ/4 Δn.
59
La loi de Malus s'écrit: ______________________.
I=Io cos^2 θ
I: Intensité du rayon émergeant
Io: Intensité initiale;
θ: Angle entre l'axe de polarisation et la polarisation de la lumière incidente
60
*Loi de Malus*
Si les deux plans sont parallèles, θ=0, et donc ___________________.
L'intensité du rayon émergeant est maximale
61
*Loi de Malus*
Si les deux plans sont perpendiculaire, θ=π/2, et donc ___________________.
L'intensité du rayon émergeant est nulle
62
Le ____________________ est utilisé pour des pouvoirs rotatoires des substances optiquement actives.
Polarimètre de Laurent
63
Composition du polarimètre de Laurent: _____________, ___________, ____________, ____________, _____________.
- Source de lumière monochromatique;
- Nicol polariseur;
- Lame demi-onde;
- Tube polarimétrique;
- Nicol analyseur.
64
*Polarimètre de Laurent*
On utilise comme source de lumière monochromatique: _________________________________________.
Lampe à filament suivie d'un filtre isolant la raie D jaune du sodium
65
*Polarimètre de Laurent*
Le nicol polariseur transforme la lumière naturelle en _______________.
lumière polarisée
66
*Polarimètre de Laurent*
Le nicol polariseur est constitué d'un ______________ coupé en deux parties suivant un plan _________ perpendiculaire à la section principale du prisme, puis recollées après entreposage d'une substance ___________________.
prisme biréfringent;
diagonal;
réfléchissante du rayon ordinaire
67
*Polarimètre de Laurent*
La vibration qui sort du nicol polariseur est ___________ à sa section principale.
parallèle
68
*Polarimètre de Laurent*
La lame demi onde est placée au ___________ du champ visuel.
deuxième tiers
69
*Polarimètre de Laurent*
La lame demi onde est faite de _________ de très faible épaisseur.
quartz
70
*Polarimètre de Laurent*
La lame demi onde transforme la lumière polarisée en _____________________.
vibration symétrique par rapport à la ligne neutre (yy') de la lame demi-onde
71
*Polarimètre de Laurent*
Le nicol analyseur est solidaire d'une ________________________, _______ et peut ________________________.
échelle graduée en degrés;
mobile;
fait varier le plan de sa section principale par rapport aux autres éléments
72
*Polarimètre de Laurent - Principe en absence de substance active*
___________, ____________, ____________, _____________, _____________, _______________.
- Le polariseur P donne une vibration de direction oA;
- La lame demi-onde transforme dans le deuxième tiers du champ visuel la vibration oA en oA' symétrique de oA par rapport à (yy');
- L'analyseur A reçoit oA et oA';
- Chacune des vibrations oA et oA' seront décomposées en deux vibrations octogonales:;
- La vibration parallèle à la section principale de l'analyseur emerge;
- La vibration perpendiculaire à la section principale de l'analyseur est réfléchie et n'émerge pas.
73
*Polarimètre de Laurent - Principe en absence de substance active*
A l'oculaire, on observe: ___________________ dont _________________ et _____________________.
Trois plages dans un cercle dont:
Deux plages latérales correspondant à la lumière ayant traversée le polariseur, la solution et l'analyseur;
Une plage centrale correspondant à la lumière ayant traversée le polariseur, la lame demi-onde, la solution et l'analyseur.
74
*Polarimètre de Laurent - Principe en présence de substance active*
_______________________, ___________________, __________________, ___________________, ___________________, _______________________.
- Régler l'appareil à zéro déviation;
- Placer la solution active dans le tube polarimétrique;
- La solution reçoit les vibrations oA et oA';
- La solution fait tourner les vibrations oA et oA' d'un angle α à leur sortie donnant oA2 et oA2';
- L'analyseur, parallèle au (xx'), reçoit oA2 et oA2';
- L'égalité d'éclairement est obtenue lorsque la section principale de l'analyseur et perpendiculaire à la bissectrice de l'angle formé par les deux vibrations arrivant sur l'analyseur.
75
*Polarimètre de Laurent - Principe en présence de substance active*
Si les deux vibrations ont tourné d'un angle α après avoir traverser la solution, la bissectrice de l'angle qu'elles forment tourne d'un angle ___.
α
76
*Polarimètre de Laurent - Principe en présence de substance active*
Lorsqu'on fait tourner A à droite de sa position initiale (contraire du sens des aiguilles de montre) la substance est _______________.
dextrogyre
77
*Polarimètre de Laurent - Principe en présence de substance active*
Lorsqu'on fait tourner A à gauche de sa position initiale (sens des aiguilles de montre) la substance est _______________.
levogyre
78
Lorsqu'un faisceau de lumière parallèle polarisée rectilignement traverse une substance douée de pouvoir rotatoire, le plan de vibration de ce rayon polarisé tourne d'un certain angle α appelé _______________.
pouvoir rotatoire
79
Dans le cas d'une solution optiquement active, diluée, la loi de BIOT stipule que le pouvoir rotatoire est __________________________.
α = [α]θ,λ . l. C
[α]θ,λ: Pouvoir rotatoire spécifique de la substance à la température θ et longueur d'onde λ (souvent raie D de Na, 20°C) (° cm−1 g−1 cm3);
l: Longueur du trajet optique dans l'échantillon (cm);
C: Concentration pondérale de la solution (g/cm^3)
80
Le faisceau de lumière polarisée doit être monochromatique parce que: ______________________________________.
Le pouvoir rotatoire spécifique dépend de la longueur d'onde de la radiation qui traverse la solution (dispersion rotatoire).
81
La loi de BIOT est additive, l'angle de rotation final correspond à l'addition des _________________________.
pouvoirs rotatoires de chaque molécule multipliées par leurs concentrations
82
Principe du degrés saccharimétrique: _____________________________________.
La valeur de 100° sucre est donnée par une solution de 26 g de saccharose dissous dans 100 ml d'eau: 1° sucre = 0.0173° angle
83
