SÉRIE D ' E X E R C I C E S : POLARIMÉTRIE

Question N ° 0 1 :
O n considère u n système formé p a r u n nicol polariseur fixe, une lame mince
biréfringente et u n nicol analyseur.
Le p l a n de section principale d u nicol analyseur f a i t u n angle de 60° avec c e l u i d u nicol
polariseur.
1) Préciser l a direction et l ' a m p l i t u d e des vibrations émergentes d u nicol
polariseur, de l a lame et d u nicol analyseur si l a lame mince est •
• Onde
• Demi-onde 2) Quelle sera l'intensité lumineuse transmise p a r le nicol analyseur ?
3) Quelle sera l'épaisseur m i n i m a l e , en m m , de l a lame mince biréfringente p o u r
qu'elle soit quart d'onde sachant que no=l,567 et n = l , 5 6 5 pour une r a d i a t i o n de
fréquence v=5,1.10 H e r t z ?
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14

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Question N ° 02 :

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l ) U n e lumière polarisée rectilignement, traverse normalement une lame mince onde
(pour cette radiation).
Quelles sont l a nature, l a direction et l'intensité de l a lumière émergente (par r a p p o r t
à l a lumière incidente) .
2) Même question pour une lame mince demi-onde
Question N ° 03 :
Une r a d i a t i o n monochromatique de longueur d'onde égale à 0,59 u.m, polarisée
rectilignement, traverse une lame mince biréfringente d'épaisseur m i n i m a l e égale à 37
um.
Quelle doit être l a différence d'indice de réfraction de cette lame pour qu'elle soit q u a r t
d'onde pour cette radiation ?
Question N° 04 '•
O n dispose d'un nicol polariseur fixe et d'un nicol analyseur fixe, dont les sections
principales sont perpendiculaires.
O n interpose entre ces deux niçois, une solution aqueuse de sucre contenue dans u n
tube polarimétrique de 1 d m .
Calculer, l a concentration de sucre dans la solution de manière à ce que le nicol
analyseur ne transmet aucune lumière, 'j&jt. X |
L a lumière v incidente^
d u nicol polariseur e t le
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à ±66 dégres/dm/(g/ml)

x

Question N ° 05
1) Définir une lumière polarisée rectilignement, monochromatique.
2) U n e lumière polarisée rectiligne de longueur d'onde égale à 0,587 j i m , trave.
une lame mince biréfringente d'épaisseur e, l a vibration de la lumière q u i
émerge de cette lame, a u n déphasage de 36 n p a r rapport à la v i b r a t i o n de l a
lumière polarisée incidente. L a différence des deux indices de cette lame p o u r
-^cette lumière polarisée, est de 2. 10' . Calculer l'épaisseur de cette lame.
:

3

Q u e s t i o n N ° 06 U n système optique comprend u n nicol polariseur fixe, une lame mince biréfringente
et u n nicol analyseur.
L e p l a n de l a section d u nicol analyseur f a i t u n angle de 45° avec celui d u nicol
polariseur.
1) Pour une lame demi-onde, préciser l ' a m p l i t u d e et l a direction des v i b r a t i o n s
émergentes d u nicol polariseur, de l a lame et d u nicol analyseur.
2) Quelle sera l'intensité lumineuse transmise p a r l a n i c c l analyseur
Pour une r a d i a t i o n de fréquence 5,3 . 1 0 Hertz, quelle sera l'épaisseur
m i n i m a l e , en m m , de l a lame mince biréfringente pour quelle soit q u a r t d'onde
sachant que n«= 1,568 et no=l,565
1 4

Q u e s t i o n N° 07 :
O n place entre u n Nicol polariseur fixe et u n N i c o l analyseur fixe, une solution de
saccharose contenue dans u n tube polarimétrique de 2 d m de longueur.
L e s plans de section principale des deux Niçois, f o n t entre eux u n angle de 30 degrés.
Q u e l l e serait l a concentration d u saccharose dans l a solution si l'intensité de l a
lumière polarisée q u i émerge d u nicol analyseur est égale à l a moitié de celle q u i
émerge d u N i c o l polariseur.
O n donne le pouvoir rotatoire spécifique d u saccharose = + 66 °.dm' .(g/ml)"
1

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•

Nicol
polariseur

Solution saccharose

Nicol analyseur

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:

1

iestion N° 08 :
Fne lumière polarisée de longueur d'onde égale à 0,6 u m traverse une lame mince
)iréfringente d'épaisseur e.
L a v i b r a t i o n q u i émerge de cette lame a u n déphasage de 37n par r a p p o r t à l a
v i b r a t i o n de l a lumière polarisée incidente.
L a différence des deux indices de cette lame pour cette r a d i a t i o n est égale à 2,10" .
•1) Calculer l'épaisseur e de cette lame
2) Donner l a n a t u r e de cette lame (onde, demi*onde, q u a r t d'onde, etc..)
3

j j , Question N° 09 :
O n veut analyser u n faisceau de lumière parallèle et monochromatique, p o u r savoir
s'il est composé de lumière n a t u r e l l e ou de lumière polarisée rectilignement.
Que doit-on faire p o u r cela ?
Question N ° 10 :
E t a b l i r u n schéma détaillé et explicatif d u Polarimètre à Pénombre (de L a u r e n t )
utilisé a u laboratoire de biophysique.
Décrire le rôle de chacune des composantes de l'appareil et expliquer comment se f a i t
l a détermination d u pouvoir rotatoire des solutions.
X Question N° 11 :
D e u x vibrations rectangulaires O V et O V (suivants deux axes O et O
rectangulaires) o n t p o u r équation de vibration selon leur axes respectifs • p o u r l a v i b r a t i o n O V X = a cos (cot — cpi)
• p o u r l a v i b r a t i o n OV ^= b cos (cot — 9 2 )
Quelles sont les valeurs que doit prendre l a différence de phase (cp2— 9 1 ) p o u r que l a
v i b r a t i o n résultante de ces deux vibrations soit polarisée et rectiligne
x

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x

y

x :

y

V Question N ° 12:
1) Définir mathématiquement et physiquement une lumière monochromatique
polarisé rectilignement (linéairement)
2) Comment peut-on différencier une lumière n a t u r e l l e monochromatiique, d'une
lumière monochromatique polarisée rectilignement
3) Définir une lame mince cristalline dite demi-onde
Question N° 13:
Calculer l'épaisseur m i n i m a l e d'une lame mince biréfringente pour qu'elle soit demionde pour l a r a d i a t i o n de fréquence v=5'10 H e r t z sachant que les 2 indicés de lame
p o u r cette r a d i a t i o n sont.respectivement no=l,567 et ne=l,565<
O n donne l a vitesse" de l a lumière dans le vi.de"C=3'10 m/s
/"
14

8

Question N ° 14:
O n dispose d ' u n Nicol polariseur fixe et d ' u n nicol analyseur fixe. Les plans
sections principales des deux niçois sont perpendiculaires.
O n interpose entre ces deux niçois une solution optiquement active et dextrogyre.
L e rapport entre les intensités de l a lumière q u i sort d u N i c o l polariseur et celle q u i
émerge d u Nicol analyseur est égal à 0,95 (— =0,95)
Calculer le pouvoir rotatoire de cette solution.

N i c o l polariseur

Nicol analyseur

Q u e s t i o n N ° 15*L e poïarimètre à pénombre (de L a u r e n t ) comporte une lame mince demi-onde
1) Quelle est l a position de cette lame (des lignes neutres de celle lame) par
rapport a u p l a n de polarisation (ou de vibration) d u nicol polariseur et ceci
dans les conditions d'utilisation d u poïarimètre. (Aidez-vous d'un schéma c l a i r
et explicatif)
2) Expliquer le rôle de cette lame dans la détermination d u pouvoir rotatoire
Q u e s t i o n N ° 16:
O n dispose d'un nicol polariseur fixe et d'un nicol analyseur fixe ces deux niçois sont
croisés (leurs sections principales sont perpendiculaires), dans cette position aucune
lumière n'émerge d u nicol analyseur.
O n interpose ensuite entre ces deux niçois u n tube polarimétrique contenant u n e
s o l u t i o n aqueuse de saccharose, le tube mesure 2 d m .
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C a l c u l e r l a concentration de saccharose sachant que l'intensité lumineuse q u i émerge
d u nicol analyseur représente le q u a r t (1/4) dé'celle q u i sort d u tube polarimétrique.
O n donne : pouvoir rotatoire spécifique d u saccharose [ a I = + 6 6 ° . dm' .(g/ml)*
1

1

Q u e s t i o n N° 18:
Ùnè^lùmièrë polarisée ^rectiligne et monôchrom^
lame mines
biréfringente demi-ondèpour cette r a d i a t i o n
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