Phénomènes produits par la lumière blanche

( Cette dernière loi permet de se rendre compte des phénomènes iproduits dans la lumière blanche. Les plans de polarisation, (des différentes radiations simples éprouvent des rotations • différentes; il est donc impossible d'obtenir l'extinction : pour tune certaine position de l'analyseur, les intensités de chaque iradiation sont proportionnelles aux carrés des sinus des angles que fait la section principale de l'analyseur avec les iplans de polarisation de ces couleurs après le passage dans lie quartz. Ces angles étant différents, les intensités des difféirentes couleurs ne sont pas proportionnelles à ce qu'elles i^sont dans la lumière blanche; l'image est colorée, et sa coulleur change quand on tourne l'analyseur.

Si l'on fait usage d'un analyseur biréfringent, les deux limages sont colorées, et, comme la somme de leurs intensités test égale à l'intensité du faisceau incident, leurs teintes sont Itoujours complémentaires. Si elles se recouvrent en partie, rcomme sur la figure 365, la portion commune est toujours iblanche.

b59. Teinte sensible on »le passag^e. — Lorsqu'on emjploie la lumière blanche et qu'on tourne le nicol analyseur ijusqu'à l'extinction des rayons jaunes moyens, c'est-à-dire [jusqu'à ce que sa section principale soit parallèle au plan ile polarisation dévié de cette couleur, l'image extraordiiinaire prend une teinte d'un gris violacé ou gris de lin, qui a'a pas d'analogue dans le spectre, et qui se distingue par ies deux caractères suivants : l'image présente en passant )par cette teinte un miaimum très marqué, et un très petit Uéplacement de l'analyseur dans un sens ou dans l'autre suffit iDour la faire passer soit au rouge, soit au bleu. A cause de

CCS propriétés, qui permettent de l'obtenir avec précision, Biot a donné à celte couleur le nom de teinte sensible ou teinte de passage. Cette teinte passe du bleu au rouge lorsqu'on tourne l'analyseur dans le sens de la rotation du cristal, par exemple vers la droite, pour un cristal dextrogyre.

560. Plaque à deux rotations. — Soleil a fondé sur les propriétés de la teinte sensible un procédé qui permet de déterminer avec une grande exactitude la position du plan de polarisation par exemple pour les rayons jaunes moyens. On se sert pour cela d'un disque de quartz perpendiculaire à l'axe, mais formé de deux moitiés, dont l'une est dextrogyre et l'autre lévogyre; de plus elles ont toutes deux une épaisseur égale à 3"™, 7b, de sorte qu'elles font tourner exactement de 90° le plan de polarisation des rayons jaunes moyens, mais en sens contraire. Il en résulte que, si la section principale de l'analyseur est perpendiculaire au plan primitif de polarisation, les deux moitiés de l'image présenteront exactement la même coloration, qui sera celle de la teinte sensible. Mais, si l'on tourne légèrement l'analyseur vers la droite ou vers la gauche, l'une des moitiés passera au rouge et l'autre a.\i bleu, et le changement sera rendu plus manifeste par le contraste. Lorsque l'on verra les deux moitiés de la lame prendre la teinte sensible, on saura que le plan de polarisation primitif est perpendiculaire à la section principale de l'analyseur. Nous trouverons une application de ce procédé dans la saccharimétrie.

561. Pouvoir rotatoire cristallin. — La propriété que possède le quartz de dévier le plan de polarisation est due à sa structure cristalline, car les autres variétés de silice ne la possèdent nullement. D'autres corps sont dans le même cas et ne jouissent de cette propriété qu'à l'état cristallisé : tels sont le cinabre, le chlorate et le bromate de soude cristallisés, les hyposulfates, le sulfate de strychnine.

562. Pouvoir rotatoire moléculaire. — Il existe au contraire d'autres corps dans lesquels cette propriété est inhérente à la molécule elle-même et indépendante de l'arrangement de ces molécules. Tels sont les acides tartrique, malique, l'amidon, la dextrine, les sucres, les alcaloïdes A'égétaux, quinine, cinchonine, les essences de térébenthine, de citron, de lavande, etc. Parmi ces substances, les unes sont dextrogyres, les autres lévogj'res. D'ailleurs les lois que nous avons énoncées plus haut, et en particulier celle qui est relative à l'épaisseur, s'appliquent encore ici; mais il est nécessaire d'y ajouter la loi suivante, qui concerne les dissolu-

SACGHARIMÈTRES.

lions de substances actives dans des liquides inactifs, tels que 1 oau, l'alcool.

Pour une même épaisseur de la dissolution, la rotation est proportionnelle au poids de substance active dissous, et en raisoii inverse du volume du dissolvant.

Si l'on dissout' dans un même liquide plusieurs substances actives sans action chimique les unes sur les autres, la rotation est égale à la somme algébrique des rotations que donneraient ces substances séparément. Les déviations sont généralement proportionnelles à celles du quartz : il y a exception pour les tartrates; il en résulte que le saccharimètre de Soleil ne peut servir pour ces corps.

oG3. Poafoip rotatoire mag^nétique. — Faraday, et plusieurs physiciens après lui, ont montré que certaines substances inactives, le flint et un grand nombre d'espèces de verre, le sulfure de carbone, etc., placés dans un champ magnétique puissant, acquièrent le pouvoir rotatoire. Ces intéressantes expériences montrent qu'il existe des relations, encore inconnues, entre la cause qui donne naissance aux phénomènes lumineux et calorifiques, et celle qui produit l'électricité.

364. Siaccharimétrie ; saccharimt^tre de iioleil et Duboscq. — La détermination du pouvoir rotatoire permet de connaître la quantité de sucre contenue dans un liquide ; cette méthode, souvent employée dans l'industrie, peut servir également à doser le sucre dans les urines. On pourrait faire ■ cette détermination en plaçant la liqueur entre un polariseur et un analyseur, et mesurant directement la rotation du plan de polarisation ; il est préférable d'avoir recours à des instruiments spéciaux, appelés saccharimètres.

Le saccharimètre de Soleil et Duboscq est fondé sur les propriétés des quartz à deux rotations. De plus, au lieu de mesurer l'effet delà substance active par la rotation de l'analyseur, on le compense par l'addition d'une plaque de quartz de

Fis. 368.

•signe contraire et d'épaisseur convenable. On réalise cette disposition à l'aide d'un quartz Q d'un signe quelconque, par exemple dextrogy re, et d'un compensateur C formé de deux pris-

mes de quartz lévogyre d'angle très aigu, qui peuvent glisser l'un sur l'autre par leurs faces hypoténuses; un bouton raoleté les fait avancer tous deux à la fois en sens inverse, et une division munie d'un vernier (fig. 369) indique l'épaisseur totale Quand elle est au zéro, cette épaisseur est précisément égale à celle du quartz Q, dont le compensateur annule l'effet; c'est comme si le système entier était enlevé. Quand on tourne le compensateur dans un certain sens, son épaisseur augmente peu à peu, et le système entier équivaut à un quartz lévogyre d'épaisseur égale à la différence des épaisseurs du compensateur et de la plaque Q; si l'on tourne en sens inverse, le compensateur devient moins épais que cette plaque, et le 'tout équivaut à un quartz dextrogyre. On peut donc réaliser avec cet appareil une plaque de quartz de signe quelconque et d'épaisseur variable.

Le saccharimètre comprend un nicol polariseur P, un quartz

à deux rotations R, l'appareil que nous venons de décrire, un nicol analyseur A, et une petite lunette de Galilée LL', à l'aide de laquelle on regarde l'image. On reçoit sur le polariseur la lumière blanche diffuse. Le compensateur est d'abord mis au

SACCOARIMÈTRES A PÉNOMBRE.

zéro, de sorte que tout se passe comme si la plaque Q et le prisme étaient enlevés, et l'on tourne le nicol N jusqu'à ce que les deux moitiés de l'image présentent exactement la même coloration, celle de la teinte sensible : on sait que sa section principale est alors perpendiculaire au plan primitif de polarisation. Si l'on interpose ensuite un tube fermé par deux plaques de verre et rempli de la solution active, l'une des moitiés de l'image passe au rouge et l'autre au bleu. On " ramène à la teinte sensible en faisant avancer le compensateur dans le sens convenable. La graduation fait connaître soit l'épaisseur de quartz équivalente, soit même le titre de la solution en centièmes.

Entre le compensateur et la lunette se trouvent un quartz et un nicol T dont nous n'avons pas parlé : c'est le producteur de teintes sensibles, destiné à corriger les effets dus à la coloration du liquide, qui peut empêcher parfois d'obtenir la teinte sensible. En faisant tourner la virole qui le porte, on donne à l'image toutes les teintes voulues ; on peut donc compenser la coloration du liquide en faisant produire à l'appareil la teinte complémentaire. Le saccharimètre de Soleil et Duboscq est parfaitement exact tant qu'on se borne à l'employer au . dosage du sucre. La figure 369 montre l'ensemble de l'appa- ;reil : r est la plaque à deux rotations, m le tube qui contient lia dissolution sucrée, e le compensateur, a l'analyseur et d lia lunette.

060. Siaccharimètres à pénombre. — On emploie beau- (Coup, depuis quelques années, des instruments dans lesquels lies deux moitiés de lïmage ont toujours la même coloration est présentent seulement des variations d'intensité. La mesure sse fait en amenant les deux parties à être également éclairées eet à se confondre complètement. Cette égalité d'éclat est souvent plus facile à obtenir avec précision, et l'on a ainsi une ïplus grande approximation.

On éclaire ces appareils avec la lumière jaune, sensiblement monochromatique, donnée par un bec de Bunsen dans la ftlamme duquel on met un peu de sel marin.

Le saccharimètre de M. Cornu (flg. 370) se compose simplement de deux niçois servant l'un de polariseur et l'autre H'analyseur; mais l'un de ces niçois ABCD, par exemple l'anajyseur (fig. 371) a été coupé suivant sa section principale AC fet l'on a enlevé de chaque côté un secteur correspondant à un angle a = 2'>,'6, puis on a rapproché les deux morceaux «uivant Cm; les sections principales des deux moitiés ne coin-

Fig. 370.

cherche à produire l'extinction en tournant l'analyseur, on voi qu'elle n'a plus lieu à la fois pour les deux moitiés, et l'imagi

Fig. 371,

prend l'aspect des n"' 1 et 3, suivant que la section principale de l'une ou de l'autre moitié est perpendiculaire à celle du polariseur. Mais, entre ces deux positions, on en trouve une

SAGCHARIMÈTRES k PÉNOMBRE.

intermédiaire pour laquelle les deux moitiés de l'image présentent des intensités égales et se confondent (fig. 371, n" 2); c'est celle qu'on choisit. L'appareil ainsi réglé, on y place la dissolution sucrée, et l'on tourne l'analyseur jusqu'à ce qu'on retrouve l'égalité d'éclat des deux moitiés de l'image. Deux divisions placées sur le cercle qui entoure l'analyseur font connaître le pouvoir rotatoire du liquide ou la proportion de sucre en centièmes.

Dans le sacharimètre de M. Laurent (fig. 372), la lumière, polarisée par un premier nicol, traverse un diaphragme circulaire dont une moitié est vide et l'autre recouverte d'une lame de quartz ou de gypse parallèle à l'axe, et tombe ensuite sur le nicol analyseur. On comprend facilement que les deux

Fig.' 372.

moitiés de l'image s'éteindront pour deux positions différentes del'analyseur ; mais, entre ces deux positions, il y en aune pour laquelle les intensités seront égales. L'appareil réglé dans cette position, on place le tube qui contient la liqueur à analyser, et l'on tourne l'analyseur jusqu'à ce que les deux moitiés de l'image aient repris des intensités égales. L'instrument porte, comme le précédent, une double graduation, de sorte qu'on peut avoir à volonté le pouvoir rotatoire ou la proportion de sucre.