T - Mettler Toledo

www.mt.com/recherche-enseignementIndice de réfractionL'indice de réfraction n d'une substance est le rapport entre l’angled’incidence d'un rayon lumineux dans le vide et son angle dans une substance(adimensionnelle).Quand un rayon lumineuxen provenance d'un milieumoins opaque pénètre unmilieu opaque, selon unangle donné (p. ex. de l'airvers l'eau), sa direction estmodifiée ; quand il entreverticalement, sa directionn'est pas modifiée. Selonla loi de Snellius, le rapportdes indices de réfractiondes deux milieux estproportionnel au rapport del'angle de réfraction et del'angle d'incidence du rayonlumineux :n 1n 2=sin αsin ααβn 1p. ex.Airn 2p. ex.EauVous trouverez les instrumentsnumériques pour la détermination del'indice de réfraction à partir de lapage 400.561

AnnexeMasse volumiqueAirbbEauaa a aAnglecritiqueRéflexiontotaleQuand un rayon lumineux en provenance d'un milieuopaque pénètre dans un milieu moins opaque, sadirection est également modifiée. Si l'angle d'incidenceα est augmenté, il atteint une limite à laquelle le rayonlumineux n'entre plus dans le milieu moins opaque(angle de réfraction β = 90°). Lorsque cet « anglelimite » est dépassé, il y a réflexion totale. A partir del'angle limite α, on calcule l'indice de réfraction : β = 90° sin β = 1Comme la réfraction dépend de la longueurd'onde de la lumière incidente, l'indice deréfraction n est mesuré en standard à l'aidede la raie D du sodium (longueur d'onde589,3 nm) et exprimé n D.L'indice de réfraction ne dépend passeulement dela longueur d'onde de lalumière, mais aussi de la température del'échantillon mesuré. La température standardest 20 °C. En cas de mesure réalisée àune autre température, p. ex. 25 °C, cettedernière doit être prise en compte : n D 25 .

www.mt.com/recherche-enseignementPrincipe de mesureLa lumière émise par la sourcelumineuse passe à travers le prismeet arrive sur l'échantillon. Elle estalors en partie décomposée (angled'incidence < angle limite) et enpartie réfléchie (angle d'incidence >angle limite).PrismeLa lumière réfléchie est déterminéeà l'aide d'un capteur optique (CCD).La limite entre la plage foncée etla plage claire constitue l'anglelimite, qui sert à calculer l'indice deréfraction.Source lumineuseCapteur optique (CCD)Structure de la cellule de mesureOn utilise comme source lumineuse une diodeélectroluminescente (LED) dont le rayon passe à traversun filtre de polarisation, un filtre d'interférence (589,3 nm)et plusieurs lentilles, avant de parvenir sur l'échantillonà travers le prisme en saphir. La lumière réfléchieLentille(angle d'incidence > angle limite) est dirigée par unelentille vers le capteur optique, qui détermine l'anglelimite. La température dans la plage limite du prisme/del'échantillon est déterminée par un capteur intégré.PrismeFiltre d'interférenceLentilleLentilleCellule de mesureFiltre de polarisationSource lumineuseCapteur optique (CCD)563