La détermination de l'indice des liquides est une méthode d'analyse indirecte très utilisée dans l'industrie. On trouve dans le commerce de nombreux réfractomètres comportant une graduation spécifique pour un liquide donné. Pratiquement tous les réfractomètres sont dérivé du réfractomètre d'Abbe.
Un parallélépipède de verre d'indice N aussi élevé que possible a sa face supérieure et sa face gauche soigneusement polies. On forme ainsi un prisme d'angle au sommet A.
Si A = 90 °, on a un réfractomètre de Pulfrich. Si par contre l'angle vaut 60 ° c'est un réfractomètre d'Abbe.
Sur la face supérieure du prisme, on dépose une goutte du liquide à étudier. On suppose que l'indice n du liquide est inférieur à l'indice N du prisme. Avec une source étendue monochromatique, on éclaire la goutte. Il est essentiel que des rayons tangents à la face supérieure du prisme arrivent sur la goutte.
Pour ce rayon (en rouge dans l'application), l'incidence sur le prisme est 90°.
L'angle maximum de réfraction dans le prisme est donc i avec N.sin( i ) = n.
Ce rayon limite arrive sur la face droite du prisme avec une incidence r = 90° − i.
Il émerge avec l'incidence j telle que sin( j ) = N. sin( r ).
Si avec un viseur dont l'axe optique fait l'angle φ avec l'horizontale on examine la goutte, pour les valeurs de φ inférieures à j, on observe un champ noir car aucun rayon ne parvient au viseur.
Pour les valeurs supérieures, on a un champ éclairé. Pour φ = j, une moitié du champ est noire et l'autre éclairée.
Remarques :
- Pour pratiquement tous les matériaux l'indice varie avec la température. Dans les appareils commerciaux, la température du prisme est régulée.
- Avec un bon appareil commercial et un liquide bien transparent la précision des mesures est de l'ordre de 10-4.
- Les appareils modernes utilisent une diode laser comme source et affichent directement la valeur de n.
Utilisation :
Cliquer sur le bouton [Nouveau] pour changer la valeur de l'indice n de la goutte de liquide.
Cliquer sur le bouton [Solution ] pour obtenir la réponse.
Avec le slider changer la direction de la lunette de visée. (Pointés à 0,5° près)
Cette direction est matérialisée par le rayon vert.
A partir de cette valeur déterminer la valeur de l'indice n.
Avec ce prisme d'indice N, quelle est la valeur minimale de n que l'on peut déterminer ? (Il ne doit pas y avoir de réfraction totale sur la face de sortie du prisme )
Réponse : n = 1,2745.
Avec ce prisme d'indice N, quelle est la valeur maximale de n que l'on peut déterminer ?
Réfractomètre de "poche" conçu pour les géologues.
On place une lame polie du minéral sur la face du prisme.
On peut lire directement l'indice sur une échelle graduée visible dans l'œilleton.
Sur les côtés figure la liste des principaux minéraux et la valeur de leur indice.